谱元法在动态路面弯沉计算中的创新应用

"谱元法在路面动态弯沉计算中的应用" 谱元法是一种结合波动方程和有限元原理的计算技术，它通过傅立叶变换和贝塞尔级数实现时间-频率与空间-波数的转换，从而适用于动态路面弯沉的快速计算。在路面工程中，动态弯沉的准确计算对于理解路面结构的响应至关重要，特别是在使用落锤式弯沉仪（FWD）进行无损检测的情况下。 传统的基于FWD弯沉盆的模量反算大多采用静态算法，但这种方法无法体现FWD检测过程的动态特性，可能导致计算结果的偏差。谱元法解决了这一问题，能更好地反映出路面在冲击荷载作用下的实际响应。文章中提到的DDC计算程序就是基于谱元法原理开发的，它可以揭示路面弯沉与荷载作用时间之间的密切关系。随着荷载作用时间的增加，路面弯沉值也会相应增大，同时弯沉盆的斜率也会变大。当作用时间足够长，整个过程接近准静态状态，这时的计算结果与基于静态平衡方程的BISAR3.0软件计算结果相当，这验证了谱元法的正确性和实用性。 FWD检测过程中，冲击荷载产生的应力波会在路面结构内部传播，影响路表的振动。弯沉盆，即由各测点传感器的最大弯沉形成的曲线，是评估结构模量的重要依据。然而，现有的反算方法往往忽视了这一过程的动态性质，尤其是当结构刚度较低时，荷载作用时间对弯沉的影响更为显著。 为了更准确地分析FWD检测数据，R.Al-Khoury提出成功的分析方法应具备动态过程反映、荷载脉冲特性的考虑以及工程实用性这三个要素。谱元法恰好满足这些要求，它可以处理复杂边界条件和几何形状，且在土木工程领域中有广泛应用。 谱元法在路面动态弯沉计算中的应用为FWD检测提供了更精确的分析手段，有助于优化路面养护策略，避免因误读检测结果导致的养护资金浪费。这种方法不仅能够揭示路面结构的实际动态响应，而且具有较高的工程实用性，对于提升道路工程的检测和评估水平具有重要意义。