申请/专利权人：长沙理工大学

申请日：2021-08-16

公开（公告）日：2024-06-04

公开（公告）号：CN113849991B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/13

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.04#授权;2022.01.14#实质审查的生效;2021.12.28#公开

摘要：本发明公开了一种考虑路基土黏弹性质和湿‑力耦合的路基顶面当量回弹模量确定方法，具体为：通过数值软件建立路面结构的二维有限元模型；确定数值软件的固体力学模块中的基本参数，确定边界条件；将行车动荷载定义为弱形式偏微分方程，并赋予初始值；输入压实度、湿度、压力相关的路基的动态回弹模量和黏滞系数方程；完成有限元计算，获取路基表面与荷载中心线交叉位置的路基顶面弯沉随加载时间的变化关系，峰值即为动荷载作用下路基顶面的最大弯沉；建立弹性半空间预估模型，获取对应的动回弹模量即为路基顶面当量回弹模量。本发明更加接近路基的真实情况，提高了现役路基性能预测的准确性，为道路养护决策提供可靠依据，确定过程简单可靠。

主权项：1.一种考虑路基土黏弹性质和湿-力耦合的路基顶面当量回弹模量确定方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：步骤S1：通过数值软件建立路面结构的二维有限元模型；步骤S2：确定数值软件的固体力学模块中的基本参数，分别为杨氏模量、泊松比、密度、边界荷载、粘度；其中，面层、地基视为线弹性体，输入对应的杨氏模量、泊松比、密度；路基视为压实度、应力、湿度相关的黏弹性体；确定边界条件，路基底部边界设为y方向位移为0，左右两侧边界设为x方向位移为0，边界荷载为前后双轴作用的行车动荷载，模拟移动荷载；步骤S3：将行车动荷载定义为弱形式偏微分方程，并赋予初始值；步骤S4：输入压实度、湿度、压力相关的路基的动态回弹模量和黏滞系数方程；步骤S5：运行有限元软件，完成有限元计算，获取路基表面与荷载中心线交叉位置的路基顶面弯沉随加载时间的变化关系，峰值即为动荷载作用下路基顶面的最大弯沉；步骤S6：建立弹性半空间预估模型，采用相同的路基路面结构模型和动载荷加载方式，得到路基土不同动回弹模量下的路基顶面最大弯沉，根据弯沉等效原则，令弹性半空间数值计算结果与步骤S5得到的路基顶面的最大弯沉相等，对应的动回弹模量即为路基顶面当量回弹模量；所述步骤S4具体按照以下步骤进行：步骤S41：建立压实度、湿度、压力相关的动态回弹模量和黏滞系数方程，见式1～3； 其中：为加载时长T下的动态回弹模量；ω为圆频率，ω＝2πT；T为加载时长；E为杨氏模量；η为黏滞系数；K为压实度；w为含水率；wopt为最佳含水率；θm为最小体应力，τcot为八面体剪应力，pa为大气压强，A为参考黏度；k0～k4、α0～α4为模型参数；根据动三轴试验结果对式1～3进行拟合，得到模型参数k0～k4、α0～α4；步骤S42：在COMSOLMultiphysics数值软件的弱形式偏微分方程模块中创建一个新的物理场v，物理场v的独立变量为v1，v1在数值上等于八面体剪应力τcot；步骤S43：设定路基的杨氏模量为压实度、应力、湿度相关的函数，记为Ez，Ez的表达式与式2对应；路基的黏滞系数为压实度、应力、湿度相关的函数，记为nz，nz的表达式与式3对应。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 长沙理工大学 考虑路基土黏弹性质和湿-力耦合的路基顶面当量回弹模量确定方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD