›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (5): 1255-1262.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

道路安定理论的进展及其应用

王 娟1,余海岁2   

  1. 1.宁波诺丁汉大学 土木工程系,浙江 宁波 315100;2.英国诺丁汉大学 岩土力学中心,英国 诺丁汉 NG7 2RD
  • 收稿日期:2013-02-04 出版日期:2014-05-10 发布日期:2014-06-09
  • 通讯作者: 余海岁,男,1964年生,博士,教授,英国皇家工程院院士,主要从事岩土力学分析和计算、塑性和本构模型、岩土原位试验和道路岩土工程方面的研究工作。E-mail: hai-sui.yu@nottingham.ac.uk E-mail:juan.wang@nottingham.edu.cn
  • 作者简介:王娟,女,1985年生,博士,讲师,主要从事岩土工程安定分析与数值模拟方面的研究
  • 基金资助:

    英国工程及物理科学研究委员会资助项目(No. GR/R83903/01);国家建设高水平大学公派研究生项目(留金出[2007]3020号)

Development and its application of shakedown theory for road pavements

WANG Juan1, YU Hai-sui2   

  1. 1. Department of Civil Engineering, The University of Nottingham Ningbo, Ningbo, Zhejiang 315100, China; 2. Nottingham Centre for Geomechanics, The University of Nottingham, Nottingham, UK NG7 2RD
  • Received:2013-02-04 Online:2014-05-10 Published:2014-06-09

摘要: 30多年来,国际上的道路设计原理及方法逐渐从传统经验法向运用理论框架方面转变。但这些理论框架主要基于土和粒状材料的弹性假设,从而限制了材料塑性性能的发挥。安定分析基于弹塑性理论,可以确定结构在循环或变值荷载作用下的最大承载力,因此,能够被运用于道路承受交通荷载的问题。阐述了安定理论的概念以及两种经典安定定理,回顾了道路安定分析方法的创始及发展过程,包括与试验结果的比较,讨论了残余应力在道路中的分布、两种求解道路安定荷载极限的方法,以及与塑性极限分析的比较,并把一种下限安定分析方法应用于多层柔性路面的设计,最后展望了道路安定理论未来的发展方向。

关键词: 安定分析, 交通荷载, 柔性路面, Mohr-Coulomb准则

Abstract: Over the last three decades, there has been a positive evolution in philosophy and practice from a wholly empirical approach to pavement design towards the use of a theoretical framework for design. However, this theoretical framework is mainly based on elasticity theory of soil and granular material behavior. A major limitation of this elastic analytical approach is that strength properties of pavement materials are not taken into account. Based on elastoplastic theory, shakedown analysis is able to provide maximum capacity of structures under cyclic loads; therefore it can be used as a theoretical basis for pavement design. This paper illustrates the shakedown theory and two classical shakedown theorems. Literature reviews summarize the origination and development of pavement shakedown studies, supported by experimental results. Residual stress distributions in pavements and two pavement shakedown solutions are discussed in detail and compared with limit analysis. A pavement design procedure using a lower bound shakedown solution is also presented; finally, the tendency of the pavement shakedown theory is predicted.

Key words: shakedown analysis, flexible pavement, traffic loads, Mohr-Coulomb criterion

中图分类号: 

  • U 416
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