冰川冻土2023,Vol.45Issue(4) :1359-1366.DOI:10.7522/j.issn.1000-0240.2023.0104

季节冻土区路基土的损伤本构模型研究

Study on constitutive model of subgrade soil in seasonally frozen area

李永靖 程耀辉 赵涛锋 陈博文 马瑞 宋洋
冰川冻土2023,Vol.45Issue(4) :1359-1366.DOI:10.7522/j.issn.1000-0240.2023.0104

季节冻土区路基土的损伤本构模型研究

Study on constitutive model of subgrade soil in seasonally frozen area

李永靖 1程耀辉 1赵涛锋 1陈博文 1马瑞 1宋洋2
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作者信息

  • 1. 辽宁工程技术大学土木工程学院,辽宁阜新 123000
  • 2. 辽宁工程技术大学建筑与交通学院,辽宁阜新 123000
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摘要

为探索不同冻融循环次数和围压作用对季节冻土区路基土在不同含水率条件下的应力-应变关系及损伤机理,以辽宁阜新市某公路区间为试验路段,采用环刀法选取试验路段路基土样,通过冻融循环及三轴压缩试验,得到在不同冻融循环次数及围压作用下路基土的应力-应变曲线变化规律;根据损伤力学及统计学原理,将Weibull分布与Lemaitre有效应力原理相结合,建立了季节冻土区路基土损伤本构模型.结果表明:冻融循环作用可导致路基土试件强度降低,且随着试件含水率的增加,应力-应变曲线呈现由应变软化逐渐表现为应变硬化特征,试件最优含水率为应变软化与应变硬化的分界点;随着围压的增大试件强度增加,在冻融循环次数较少且围压较低时,试件的应力-应变曲线出现峰值应力,曲线表现出应变软化特征,在冻融循环次数较多且围压较大时容易出现应变硬化现象;经对比分析,所建立的损伤本构模型与试验应力-应变曲线吻合度较好,且模型所需参数均可通过三轴试验获得,说明该模型能够较好地描述季节冻土区路基土的应力-应变关系,具有实用性.另由试验结果可知,为降低东北地区冻融循环作用对季节冻土区路基强度的影响,提前做好路基的防排水工作对于路基冻融病害防治是非常重要的.

关键词

道路工程/损伤本构模型/统计损伤理论/路基土/季节冻土/冻融循环

Key words

road engineering/damage constitutive model/statistical damage theory/seasonal subgrade soil/seasonally frozen ground/freeze-thaw cycle

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基金项目

国家自然科学基金(51974146)

国家自然科学基金(52174078)

出版年

2023
冰川冻土
中国地理学会 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

冰川冻土

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:2.546
ISSN:1000-0240
参考文献量5
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