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中国铁道科学2025年第04期:侧限作用下土工格栅蠕变特性及分数阶时效损伤本构模型

来源:期刊VIP网 时间:


作者:靳静;陈何塘;梁小勇;于远亮;杨广庆;寇凌曦;

单位:河北科技大学建筑工程学院;河北省房屋建筑工程更新技术创新中心;石家庄铁道大学交通运输学院;中国铁路北京局集团有限公司;石家庄铁道大学土木工程学院;

摘要:为研究土工格栅在铁路路基工程中交通荷载作用下的变形机制和力学响应,分别开展不同侧限作用下高密度聚乙烯(HDPE)土工格栅室内蠕变试验和有限元模拟;基于损伤力学原理和BFGS算法,构建分数阶时效损伤本构模型,对模型参数取值进行敏感性分析。结果表明:土工格栅的蠕变与应力比密切相关,当侧限作用相同时,应力和应变随着应力比的提高呈现递增趋势;侧限作用可有效限制土工格栅水平方向的变形,并提高土工格栅抗蠕变能力;试验初期,应力比是影响土工格栅应变增长速率的主要因素,会导致应变迅速累积,而随着时间的推移,侧限作用起主导作用,应变最终趋于稳定;侧限作用由50 kPa增至200 kPa时,纵肋中间部分应变降幅为38.6%,纵肋相邻横肋部分应变降幅为56%,横肋几乎不发生变形;侧限作用与损伤呈负相关,土工格栅应变速率随着泊松比的增加急剧增长,随黏滞系数的增大而减小。

关键词:路基;;土工格栅;;侧限作用;;蠕变;;分数阶本构模型;;BFGS算法

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52079078);; 河北省高等学校科学研究基金资助项目(QN2020413);; 河北科技大学博士基金资助项目(1181482)