软土的循环累积变形模型研究

赵春彦，周顺华

(1. 中南大学 土木工程学院，湖南 长沙，410075；2. 同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室，上海 201804)

对于铁路和城市轨道交通(轻轨和地铁等)，其结构物如隧道和桥梁桩基以及铁路路基所承受的荷载不仅有结构物自身和地面堆载等产生的静荷载，而且有列车循环动荷载。列车荷载引起的动应力以一定的应力为基准循环变化。王常晶等[1]将这个应力基准值称为交通荷载引起的静偏应力，将循环变化的应力幅值的一半定义为循环应力，在1列列车通过时，静偏应力保持不变，循环应力部分才使应力具有循环特性，已有研究表明[1-3]：高速列车引起的结构沉降较大，超过了保证铁路安全运营的界限；即使列车速度较低，列车荷载在地基中也会产生一定的动力响应，饱和软黏土地基在列车荷载长期作用下也很有可能产生较大的附加沉降。因此，对铁路和城市轨道交通尤其是重载铁路和高速铁路结构物的工后沉降理应考虑列车荷载的长期循环作用。目前，对于列车交通荷载产生的沉降计算理论和方法的研究还处于初步阶段。现有的方法主要包括以下几种[4]：一是结合土体动三轴试验结果，采用二维数值动力学分析预测交通荷载下的地基变形。因地基土实际的动力响应是三维问题，其直接模拟实际工程有些困难；二是采用等效静载处理交通荷载，运用固结理论预测沉降，但不能考虑交通荷载的实际传递机制和荷载循环产生的沉降；……