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申请/专利权人：长沙理工大学;武汉理工大学

摘要：本发明公开了一种基于额外等效应力的土工格栅加筋路基土变形预估方法，包括：确定土工格栅加筋路基土三轴试验过程中由于压实过程所产生的等效残余应力；确定动三轴试验加载过程中动加载额外等效应力；将等效残余应力和额外等效应力，耦合在土工格栅加筋路基土的回弹模量与永久变形预估模型中，实现对循环荷载作用下土工格栅加筋路基土的变形预估。本发明根据弹塑性力学基本理论，确定了路基压实过程土工格栅张拉产生的等效残余应力，以及动荷载作用下土工格栅张拉产生的动加载额外等效应力，进而建立了具有应力相关性的土工格栅加筋路基土回弹变形和永久变形预估模型，解决了现有土工格栅加筋路基土变形预估精度低的问题。

主权项：1.一种基于额外等效应力的土工格栅加筋路基土变形预估方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，确定土工格栅加筋路基土三轴试验过程中由于压实过程所产生的等效残余应力Δσ3残余；S2，确定动三轴试验加载过程中动加载额外等效应力Δσ3动加载；S3，将等效残余应力和额外等效应力，耦合在土工格栅加筋路基土的回弹模量与永久变形预估模型中，实现对循环荷载作用下土工格栅加筋路基土的变形预估；S1中，等效残余应力Δσ3残余通过下式表示：Δσ3残余＝Δσ3max-Δσ3静加载其中：Δσ3max为极限应力条件下土工格栅对加筋土体产生的最大额外等效应力；Δσ3静加载为静三轴试验过程中所产生的额外等效应力；最大额外等效应力Δσ3max通过下式表示： 其中：表示未加筋土体的内摩擦角；表示加筋土体的内摩擦角；c1表示未加筋时路基土的粘聚力；c2表示加筋时路基土的粘聚力；σ3为围压；Δσ3静加载通过下式表示： 其中，H是由DIC试验所确定的土工格栅加筋路基土横向互锁效应影响区域的大小；α表示键合系数；M为土工格栅的刚度；υg为土工格栅的泊松比；εf为静三轴试验中的应力应变曲线的峰值点所对应的应变；键合系数α的解析表达式如下所示： 其中：为中间参数；k为相互作用的弹簧刚度，单位KNm3，D为土样直径；为土体在筋土界面处的径向应变；J0、J1分别表示0阶、1阶第一类贝塞尔函数；S2中，动三轴试验加载过程中动加载额外等效应力Δσ3动加载均匀的分布于土体的两侧，通过下式表示： 其中：Δσ3动加载表示动三轴试验加载过程中所产生的动加载额外等效应力；H是由DIC试验所确定的土工格栅加筋路基土横向互锁效应影响区域的大小；α表示键合系数；M为土工格栅的刚度；υg为土工格栅的泊松比；表示土体的径向回弹应变，表示土样轴向塑性应变；S3中，回弹模量预估模型为： 其中：Mr表示土工格栅加筋路基土的回弹模量，k1、k2、k3为模型参数，Pa为标准大气压，θ为体应力，θ＝σ1+2σ3+Δσ3动加载+Δσ3残余；τoct为八面体剪应力，σ3为围压，σ1为轴向应力；S3中，永久变形模型为： 其中：为土样轴向塑性应变率；N为加载循环次数；e为自然数常数，ε0、ρ、β、m、n、γ、K均为模型参数；φ为土体的内摩擦角；J2为偏应力张量的第二不变量；I1为应力张量的第一不变量，I1＝σ1+2σ3+Δσ3动加载+Δσ3残余；c为粘聚力；σ3为围压；σ1为轴向应力。

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