动载作用下公路沥青路面结构应力和变形分析

摘要

本文首先分析了动载产生的原因以及理论分析基础，接着给出了粘弹性路面结构在移动荷载作用下的理论解，然后从单元类型选取、路面材料特性、荷载形式等方面分析，建立半刚性路面结构3-D有限元计算模型，用ANSYSY有限元分析软件探讨了路面结构在动荷载作用下应力和变形的变化情况，最后定量分析了轴载、结构层模量、行车速度等因素对计算结果的影响，结论认为：荷载是导致路面破坏最重要的因素，严重影响使用寿命；通过提高结构层模量可以适当提高路面的使用寿命；行车速度也直接影响路面的受力状况等。

目录

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声明

第1章绪论

1.1问题的提出

1.2国内外研究情况

1.2.1国内研究情况

1.2.2国外研究情况

1.3本文的研究内容

第2章动载产生的原因及理论分析基础

2.1动载的产生及模拟

2.1.1动载的产生

2.1.2动载的模拟

2.2力学基础

2.2.1运动微分方程式

2.2.2几何方程式

2.2.3物理方程式

2.2.4拉梅方程式

2.2.5相容方程式

本章小结

第3章粘弹性路面结构应力和变形的理论解

3.1粘弹性半空间体应力和位移的一般解

3.2半正弦波荷载的粘弹性半空间体分析

3.3粘弹性半空间体的应力和变形的求解

3.4粘弹性路面结构应力和变形解的配置法

本章小结

第4章路面结构计算模型的建立

4.1单元类型的选择与求解方法的确定

4.2计算模型的材料参数

4.3荷载形式和节点力等效换算

4.3.1荷载形式

4.3.2节点力等效换算

4.4沥青路面有限元模型

4.4.1计算模型的网格划分

4.4.2边界条件的确定

4.5沥青路面在移动荷载作用下的有限元动力方程

本章小结

第5章路面结构模型数值计算

5.1静载时的变化曲线

5.1.1弯沉变化

5.1.2应力变化

5.2动载时的变化曲线

5.2.1动弯沉变化

5.2.2应力变化

5.3动载作用下的弯沉和应力时程曲线

本章小结

第6章数值计算主要影响因素分析

6.1轴载

6.1.1弯沉

6.1.2拉应力

6.1.3剪应力

6.2结构层模量

6.3行车速度

本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢