动载下桩承式路堤中平面土拱形态演化的数值模拟
【摘要】 精确的静、动力土拱形态是建立桩承式路堤中相应的土拱效应计算模型的基础。为研究交通动载下桩承式路堤中既有土拱形态的演化，基于典型单元体建立了二维土拱静、动力分析的弹塑性有限元模型，模型中无黏性路堤填土采用摩尔-库伦弹塑性模型，交通循环荷载采用简单的正弦波来模拟。针对不同高度的无筋桩承式路堤，考虑路堤荷载和后续的交通循环动力荷载的连续作用，计算出桩间土上方路堤中的竖向应力分布曲线。据此确定出相应的静力土拱和动力土拱的形态曲线，用于分析动力荷载对既有土拱形态的影响。最后，通过参数分析研究了主要因素对动力土拱形态的影响。结果表明:动应力在基底面并不均布，桩帽上承担了大部分的交通动载，路堤中存在动力土拱;路堤荷载下静力土拱的形态为半个椭圆，交通动载作用下动力土拱的形态仍是半个椭圆，循环动载的作用使静力土拱的高度降低，跨度增大;路堤越高，静力土拱高度降低的幅度越小，静、动力土拱的拱脚都落在桩帽上;动力土拱的高度随路堤高度的增加先增加后稳定不变，随动载作用周期的增加先减小后稳定不变;行车车速和路堤填料内摩擦角的变化对动力土拱形态曲线的影响很小。
