车辆荷载作用下黄土路基竖向土压力传递规律研究

杨强强，丁小军，王 旭，2，张升进

(1.兰州交通大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730070;2.道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程试验室，甘肃 兰州 730070)

0 引言

近年来，随着管道在交通、水利、市政、矿山以及输油等工程中的广泛应用，地下管道已成为现代社会运输水、汽、油等资源的一种重要基础设施，是除公路、铁路、水运和航空以外的第5大运输方式[1]。穿越道路铺设地下管道的现象较为普遍，作用在地下管道的静荷载主要是覆土土压力，起主要作用的可变荷载则是车辆载荷引起的附加动土压力[2]。

路面的不平整度、车型的不同会导致车辆轮胎产生较强的动态压力，这种压力直接施加于路面使其产生较强的冲击，导致路基中某一点的附加动土压力大于车辆静止时产生的压力。随着重载车辆日益增多，上述行驶中的车辆荷载动力效应将更加显著[3]。刘大维等[4]建立三维有限元模型，采用移动恒动荷载对沥青路面在重型车辆荷载作用下的动态应力响应作了详细分析；Sarkar等[5]通过多轴车辆作用于路面使其产生动态应力响应，并对动态响应进行分析；刘伟等[6]针对车辆引起的竖向动应力随速度的变化关系，提出了车辆速度系数，并推导出一种求解方法用来计算车辆荷载引起的附加动应力；Hyodo[7]利用现场试验实测了交通荷载作用下不同深度的竖向动土压力，经分析得到车辆荷载作用下路基土中某深度一点处的波形曲线，此曲线变化呈现半波正弦，并得到附加竖向土压力随车速变化的关系;Alzabeebee等[8]同时考虑静载和动载应用有限元分析对埋地管道进行研究，找出了临界荷载条件并进行了参数化研究。……