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《大连理工大学》 2000年
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层状非均质地基及其与多块板相互作用和反分析研究

姬亦工  
【摘要】: 本文针对应用落锤式弯沉仪(Falling Weight Deflectometer)评价刚性路面和机场 道面这一工程实际问题,根据刚性路面力学模型,提出了层状非均质地基及其与多块 板相互作用和反分析的有效方法。 首先,提出应用一次样条半解析法求解非均质平面和空间弹性地基柔度系数,并 将一次样条半解析方法与有限元方法耦合应用,在静力下分析了弹性地基与多块板体 系的相互作用,求解了Winkler地基、半无限大地基、层状地基三种弹性地基模型及 其上部具有一定传荷效率的铰接板的位移。对于粘弹性地基板动力模型,本文提出了 一种简化粘弹性Kelvin地基上多块板的计算方法。而对于粘弹性无限层状地基上多块 板,则应用子结构方法,将地基与板分开考虑,在地基动力模型中引入复阻尼理论, 求解了粘弹性地基的动力刚度矩阵,并将其耦合到板的动力方程中,进而建立了粘弹 性地基上多块板动力分析方法。 然后,将落锤式弯沉仪(FWD)所记录的输入和输出值时程曲线,根据系统识别 原理和灵敏度分析理论,建立材料参数的拟静力反演分析方法、频域反演分析方法和 时域反演分析方法。数值结果表明,系统识别反分析方法计算过程稳定性好、精度高、 收敛快,且在相当大的材料初始模量值范围内有稳定的收敛值。 最后,应用上述理论对刚性路面、机场道面和柔性路面进行评价。可以看出,基 于系统识别原理建立的反分析方法,能够有效地确定路面结构的材料参数,是路面无 损检测和评价的简便可行方法,为进一步研究柔性路面、刚性路面和机场道面的承载 能力评价提供了基础,具有重要的实际应用价值。 本文的工作得到“国家杰出青年科学基金”和“国家教育部跨世纪优秀人才培养 研究计划”资助。
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