移动荷载下粘弹性地基加铺层动态设计与厚度反算

"粘弹性地基板上加铺层系统的动态设计 (2009年)。文章探讨了在移动荷载下，粘弹性Kelvin地基上的分离式加铺层如何进行动态设计。作者利用线性系统叠加原理和坐标变换，建立了求解动力响应的积分公式，将动态加载问题转化为求解位移脉冲响应函数。通过柱坐标中的拉普拉斯和汉克尔变换求解瞬时点源荷载下的解，进一步结合广义积分得到加铺层在移动荷载下的挠度解析解。使用高斯积分得到数值解，并通过实测数据和目标优化反算加铺层的厚度。此研究适用于机场道面和高等级公路的改造，考虑了地基的粘弹性特性以及移动荷载的影响。" 本文的研究重点在于分析和设计在粘弹性地基上加铺层的动态行为。粘弹性地基是指地基材料表现出同时具有弹性（即时响应）和粘性（时间依赖性）的特性。在交通繁忙的公路和机场跑道中，这种特性尤为重要，因为它们经常受到重复和移动的荷载。 作者杨永祥和杨艳红采用了 Kelvin 地基模型，这是一种双层弹簧-阻尼器模型，能够模拟地基对结构的复杂响应。他们基于 Kirchhoff 薄板理论和 Kelvin 地基的假设，构建了系统方程，其中地基反力与板的弯沉和时间相关。移动荷载问题通过转换为求解位移脉冲响应函数来解决，这使得可以分析在移动荷载作用下加铺层的动态响应。 为了求解这个动态问题，他们利用柱坐标中的拉普拉斯和汉克尔变换，这是一种常用的解决偏微分方程的方法。这种方法能够将时间域的问题转换到频率域，简化求解过程。然后，通过广义积分，他们得到了加铺层在移动荷载作用下的挠度解析解。数值解则通过高斯积分计算得出，这提供了更精确的数值结果。 此外，研究还涉及了实际工程中的应用。通过实测的挠度值，结合目标优化算法，可以反算出所需的加铺层厚度。这为工程实践中无损检测评估系统的应用提供了理论依据，可以直接计算出加铺层的合适厚度，从而提高道路修复和维护的效率。 这项研究为粘弹性地基上的加铺层设计提供了理论基础和计算方法，对于理解和改善路面结构的动态性能具有重要意义，尤其是在处理移动荷载和考虑地基粘弹性效应的情况下。通过这样的动态设计方法，可以更好地预测和控制道路结构的长期使用性能，提高道路的安全性和耐久性。