基于損傷理論的橫觀各向同性層狀路面結(jié)構(gòu)破壞過程的數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來,高速公路在我國的發(fā)展非常迅速,高速公路上車輛行駛速度快,交通流量大,因此,與普通公路相比,高速公路對路面路基的要求更高。路面的彎沉是路面結(jié)構(gòu)的主要控制因素,在車輛荷載的作用下,路面的沉降變形,成為了工程界主要關(guān)注的問題。路基是道路工程的重要組成部分,是道路的承重主體。承受著路面?zhèn)鱽淼能囕v荷載和路面的自重。在上部荷載的作用下,路基將產(chǎn)生過量的殘余變形,表現(xiàn)為較大的工后沉降、不均勻沉降并開裂,且逐步反應(yīng)到路面。大量的研究表明,路基的

2、受力過程伴隨著損傷的發(fā)生,損傷力學(xué)在巖土工程中的應(yīng)用日益廣泛,考慮損傷的路基本構(gòu)模型能更好的反應(yīng)其力學(xué)性能。大量實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)表明,路基表現(xiàn)為明顯橫觀各向同性特性,因此本文同時(shí)考慮了路基橫觀各向同性特性對瀝青路表面彎沉的影響。
　　本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上,將彈性損傷理論與有限元方法相結(jié)合,建立了路面結(jié)構(gòu)的三維仿真模型,分別考慮路基橫觀各向同性彈性損傷的路面結(jié)構(gòu)在靜荷載與移動荷載作用下的位移與應(yīng)力,并與未考慮損傷的結(jié)果進(jìn)行了對比,

3、主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　1.選取瀝青路面結(jié)構(gòu)為研究對象,采用移動均布荷載來模擬車輛荷載?？紤]到數(shù)值計(jì)算的精度及代價(jià)問題,確定了車輛荷載的影響范圍,建立了路基彈性損傷本構(gòu)模型,得出了考慮路基損傷與未考慮路基損傷兩種情況下,應(yīng)力以及位移的時(shí)程曲線。
　　2.本文分別計(jì)算了路基采用各向同性本構(gòu)模型、橫觀各向同性本構(gòu)模型以及改變路基的橫觀各向同性系數(shù)時(shí)路面結(jié)構(gòu)的沿深度方向不同位置的豎向位移,分析了路基橫觀各向同性特性的對路面結(jié)