基于有限元的路面模量反算研究

发布时间：2020-10-10 08:38

　　路面性能评价与预测是制定路面养护维修策略的基础,利用FWD弯沉盆反算路面结构层模量可以为路面性能评价与预测提供所需的模量参数,对指导路面养护维修意义重大。为了在模量反算过程中兼顾动荷载及层间接触状态,并考虑到应用前景,本文初拟以大型通用有限元软件ABAQUS为基础,进行模量反算研究。故而,首先分别利用有限元软件ABAQUS、解析解软件BISAR与EPADS计算了路面9点弯沉值,通过分析比较,表明在设定有限元路面模型深度为14m时,采用有限元进行路面弯沉计算是可行的,其与BISAR计算结果均方根误差仅为4%左右,并在此基础上分析探讨了层间接触状态的有限元实现方法及摩擦系数对层间接触状态的影响效果。在综合考虑FWD动荷载及层间接触状态的条件下,基于Python语言对ABAQUS进行二次开发,以实现路面模型及弯沉盆数据库的自动化构建,大大提高了建模、建库的效率与准确性,省时省力,使得利用有限元构建大范围、高密度“路面结构参数—理论弯沉盆”数据库成为可能,为穷举法反算路面结构参数打下基础。通过小范围最不利验证及大范围随机验证表明,以大范围、高密度数据库为基础,采用穷举法进行模量反算是可行的。该算法简单可靠,不存在初始值及收敛性等难题,计算速度与精度满足工程需要,是模量反算的有力手段。通过对交通部足尺路面试验环道STR 19实测FWD弯沉盆数据反算得到的结果进行分析,说明了反算结果的合理性。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U418.6
【部分图文】：

策略,路面性能,并图,路面弯沉

图 1-2 养护策略依据图评价过程中，输入信息包括气候状况、路面材料、期沥青路面，其所处区域气候条件、交通荷载和路特性信息获取难度相对较高。目前国内外较为流行Falling Weight Deflectometer）采集路面弯沉盆，并图 1-3 路面性能衰减影响因素

路面性能,影响因素

2图 1-3 路面性能衰减影响因素现状代，无损检测设备落锤式弯沉仪 FWD 开始用于路面结能模拟实际行车过程中车轮对路面的实际作用，迅速在家逐渐以此取代了传统的贝克曼梁。20 世纪 80 年代后十年的发展，当前使用 FWD 检测弯沉已得到承认和应研院校及地方公路部门都积极引进 FWD，因此，为了根据 FWD 获取的实测弯沉盆进行模量反算成为路面工个非常复杂的非线性最优问题，其目的是以 FWD 获得

弹性层状体系,计算简图,弹性体系

华南理工大学硕士学位论文SAR、EPADS）和有限元软件（ABAQUS）计算单层、双层析解及有限元解并进行对比，寻找差异的来源，以论证运用可行性。体系理论系理论是专门研究荷载作用下层状弹性体系内产生的位移的一个分支。该理论通过建立各未知量和已知量之间的关系和物理条件），从而推导出一套求解方程。其计算简图如下 N 层弹性体系各层的厚度、弹性模量和泊松比。当 N=1 时

【参考文献】