公路路基动力学响应设计方法

第1章绪论

第2章黏弹性地基上路面结构动力响应

第3章三维层状弹性路基结构动力响应

第4章三维层状饱和路基结构动力响应

第5章公路路基动力响应模型试验

第6章基于动力学的公路路基路面协调设计方法

参考文献 2100433B

本书总结作者近年来在公路路基路面结构动力响应方面的研究成果，并结合国内外相关研究成果，对公路结构动力特性的黏弹性地基模型、三维层状弹性结构模型、三维层状饱和多孔介质模型等进行较系统和全面的论述。通过开展室内足尺寸模型试验，深入揭示路面路基结构在交通荷载作用下的动力响应分布与衰减特征，验证理论模型的适用性。进一步考虑路面路基协调作用，提出一种基于动变形控制的路基动力学设计方法，并给出详细的设计实例。本书对于公路路基路面结构长期服役性能保障具有重要的参考价值。

本书总结作者近年来在公路路基路面结构动力响应方面的研究成果，并结合国内外相关研究成果，对公路结构动力特性的黏弹性地基模型、三维层状弹性结构模型、三维层状饱和多孔介质模型等进行较系统和全面的论述。通过开展室内足尺寸模型试验，深入揭示路面路基结构在交通荷载作用下的动力响应分布与衰减特征，验证理论模型的适用性。进一步考虑路面路基协调作用，提出一种基于动变形控制的路基动力学设计方法，并给出详细的设计实例。本书对于公路路基路面结构长期服役性能保障具有重要的参考价值。

目录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 公路交通荷载模型及研究现状 2

1.3 路面模型及动力响应研究现状 6

1.4 路基模型及动力响应研究现状 8

1.4.1 基于Winkler理论的地基模型及动力响应研究现状 8

1.4.2 单相弹性地基模型及动力响应研究现状 10

1.4.3 饱和多孔介质模型及动力响应研究现状 11

1.4.4 热流固耦合地基模型及动力响应研究现状 12

1.5 路基和路面动力响应试验研究现状 14

第2章 黏弹性地基上路面结构动力响应 17

2.1 引言 17

2.2 多轮荷载作用下黏弹性地基上路面的动力分析 18

2.2.1 基本控制方程 18

2.2.2 数值计算及分析 22

2.3 考虑基底剪切阻力的黏弹性地基上路面振动参数分析 27

2.3.1 基本控制方程 28

2.3.2 数值计算及分析 31

2.4 黏弹性地基上不平整路面的动力响应分析 35

2.4.1 路面不平整实测分析 35

2.4.2 车辆动荷载理论分析 39

2.4.3 不平整路面的动力控制方程及响应解 43

2.4.4 数值计算及分析 45

2.5 变速荷载作用下黏弹性地基上路面的动力分析 50

2.5.1 基本控制方程及其解 50

2.5.2 板的关键速度 52

2.5.3 数值计算及分析 52

2.6 本章小结 57

第3章 三维层状弹性路基结构动力响应 59

3.1 引言 59

3.2 弹性土体介质动力响应基本理论 59

3.3 路面弹性层状结构系统的动力响应分析 61

3.3.1 三维弹性分层地基模型 61

3.3.2 路面弹性分层地基的动力响应 62

3.3.3 数值计算及分析 65

3.4 基于传递反射矩阵法的弹性层状系统动力分析 68

3.4.1 理论推导和求解思路 69

3.4.2 数值实施方法 74

3.4.3 数值计算及分析 75

3.5 本章小结 78

第4章 三维层状饱和路基结构动力响应 79

4.1 引言 79

4.2 饱和土体介质动力响应基本理论 79

4.3 路面饱和层状结构系统的动力响应分析 82

4.4 路面弹性层饱和层结构系统的动力响应分析 85

4.4.1 路面弹性层饱和层混合结构的动力响应解 85

4.4.2 数值计算及分析 88

4.5 本章小结 95

第5章 公路路基动力响应模型试验 96

5.1 引言 96

5.2 模型试验介绍 96

5.2.1 模型尺寸及荷载 96

5.2.2 各结构层试验材料 98

5.2.3 试验仪器及内容 99

5.3 试验结果及分析 101

5.3.1 结构层基本性质 101

5.3.2 动应力 101

5.3.3 动弹性变形 109

5.3.4 累积塑性变形 111

5.4 试验结果与理论分析的比较 115

5.5 本章小结 117

第6章 基于动力学的公路路基路面协调设计方法 118

6.1 路基结构设计指标体系与方法的选择 118

6.2 基于路基路面协调作用的路基结构设计思路 119

6.3 路基结构设计的动变形控制标准 120

6.4 路基结构设计实例 122

6.4.1 满足动变形条件的路基动回弹模量指标控制 122

6.4.2 满足动变形条件的路基含水率和压实度指标控制 123

6.5 本章小结 129

参考文献 130 2100433B

计算方法

谐响应分析的输入为：(i)已知大小和频率的谐波载荷(力、压力或强迫位移)；（ii）同一频率的多种载荷，可以是同相或是不同相的。

谐响应分析的输出为：（i）每一个自由度上的谐位移，通常和施加的载荷不同相；（ii）其他多种导出量，例如应力和应变等。

谐响应分析可采用完全法，缩减法，模态叠加法求解。当然，视谐响应分析为瞬态动力学分析的特例，将简谐载荷定义为时间历程的载荷函数，采用瞬态动力学分析的全套方法求解也是可以的，但需要花费较长的计算时间。2100433B