文档介绍：第六章路面结构的力学分析
一、引言
1、路面作为一类土木工程结构物,设计时必然要考虑在荷载作用下的应力、应变大小,
这是结构设计的基础。
2、进行广泛的应力、应变分析,了解路面结构的应力、变形分布,为路面结构组合设
计提供基础。
3、模型
不同的路面结构采用了不同的力学模型,这既有路面结构特点的原因,也有当
时技术水平的原因
弹性半空间模型
多层弹性体模型,轴对称模型
弹性地基板模型
多层弹性结构上的板模型
非线性、粘性、塑性的考虑
4、解算方法
理论解
近似解:数值解,有限元解
二、多层弹性体轴对称模型的基本假定
1、路面结构由多个性能不同的层次组成,在圆形均布荷载的作用下,呈现轴对称的特
性
2、每个层次都是由均质的、各向同性的线弹性材料组成,材料性能可采用弹性参数 E、
μ表征
3、结构的最下层为水平向无限延伸的半无限体,其上各层为水平向无限延伸、竖向有
一定厚度的层次
4、层间接触条件可以有多种状况
应力、位移完全连续----连续体系
竖向的应力和位移连续,层间水平摩擦力为零----滑动体系
竖向的应力和位移连续,层间水平摩擦力不为零----半连续体系
5、无限深度处的应力和位移为零
假设的局限性
1、当荷载位于路面边缘时,轴对称的假设与实际受力情况不符,所以路面边缘最好加
宽或支挡
2、当路面出现裂缝后,路面内的应力将发生重新分布。
计算的局限性
1、较深处的应力、变形是可计算的
2、层间接触条件对计算结果有较大影响
3、材料的性能随环境的变化很大
4、在目前的多层弹性体理论中,近域应力难以准确计算
三、弹性多层体理论解,计算方法
1、多层弹性体理论解
年提出了双层体系解,奠定了现代路面分析的基础。之后人们又陆
续建立了三层、多层体的解析解。虽然人们给出了解析解的表达,但无法简单计算,仍然只
能使用数值解。
2、临界计算点和计算方法
双层体系诺谟图的使用方法解释。
3、多层体系的换算
等效换算原理
对特定计算点和计算指标,在保持该计算点的计算指标值不变的前提下,将多层结
构简化为三层结构,从而可以采用三层体的计算图表进行多层体的计算。这是一种工程中常
用的经验性方法。要注意的是:等效的指标不同时,换算结果(方法)不同;同一换算指标、
不同计算点位时,换算结果也不同。
多层体系的换算方法
计算弯沉时
n−1
Ei
H 2 = h2 + ∑ hi ⋅
i=3 E2
计算面层底面弯拉应力时
j−1
Ei
H1 = h j + ∑ hi 4
i=1 E j
n−1
Ei
H 2 = h j+1 + ∑ hi ⋅
i= j+2 E j+1
计算基层底面弯拉应力时
n−3
Ei
H1 = h2 + ∑ hi ⋅ 4
i=1 En−2
四、应