基于落锤式弯沉仪的路面模量动力反演初探.pdfVIP

第28卷第4期 四川建筑科学研究 d1 z002年堕一—— 型!竺!竺呈兰堡竺竺竺!竺!竺竺!竺 !： 基于落锤式弯沉仪的路面模量动力反演初探 袁西贵1，梁新政2，袁波3 (1、西南科技大学土木工程系，四川绵阳621000 2．、江苏省交通科学研究院，江苏南京210000； 3华侨大学土木工程系，福建泉州362000) 摘要：采用轴对称动力有限元结台系统识别反分析理论进行路面模量反算，考虑了落锤式弯沉仪(FwD)荷 载作用下的路面反应动力效应。通过两个算例分析，体现出与拟静力反分析相比，动力反分析更符台实际，而拟静 力法H有在基岩深度较深时是合理的。 关键词：系统识别；拟静力反分析；动力有限元；动力效应 中圈分类号：TU470 文献标识码：A 文章编号：1008—1933f2002)04一0041—03 1前言 路面模量反分析是围绕无授弯沉检测设备落锤式弯沉 通过逐步积分求解动力平衡方程；路面结构离散为轴对称等 参四边形单元。 仪(FwD)所展开的系列研究的重要部分，FwD的广阔应用 2．2力学模型 前景使模量反分析得刊了广泛而全面的研究，国内外已经应 本文对路面各层材料均用线弹性本构关系描述，主要原 用到科学研究和工程实际中的相关软件就不下十几种，但合 因有两个：(1)普遍认为，高等级柔性路面在通常的行车荷载 理的路面力学模型的建立与高效稳定的反分析方法之间的 作用下的反应性态基本满足线弹性假定；(2)在某些情况下， 矛盾，一直是困扰科学工作者的重要难题。 非线性的引入是必要的，但是，它将导致计算时间的剧增，同 目前，相对成熟的模量反分析软件的路面力学模型基本 时增加需要反算的参数个数，目前的匣分析方法尚不能很好 上都是建立在静力层状弹性体理论基础上的，属于拟静力反 的解决。因此，在现阶段开发动力非线性有限元反分析程序 分析法的范畴，它们以简便、快捷等优点在实际应用中得到 尚有很大的困难。 推广，在一般情况下都可以得到合理的结果。但是，应当清 2．3边界条件 楚地了解拟静力反分析法本身所固有的缺点，综合而言，主 一般认为，路面结构在水平向是无限延伸的，深度方向 要有以下几个方面：(1)层状弹性体模型不能很好地反映路 是半无限的。在用有限元进行计算时，只能截取有限的区 面结构的应力应变特性，且对复杂路面结构难以模拟；(2)以 域，如何处理边界问题，将影响到求解规模和计算结果。 静力荷载代替模拟行车荷载的FwD动力荷载不符合实际， 本文对水平向无限性采用侧面粘性边界处理，底部边界 忽略了动力效应，主要是阻尼、惯性力的影响；(3)拟静力反 不作特殊处理，仅按固结考虑，原