一、沥青路面层状粘弹性半空间轴对称问题的求解（论文文献综述）
王鹏[1]（2021）在《层间非完全连续沥青路面动力响应研究》文中研究指明目前国内外沥青路面的设计方法均是使用层间完全连续接触的层状线弹性体系理论,然而基于这种方法对沥青路面结构进行设计计算,一方面难以反映沥青混合料的蠕变、松弛等粘弹性行为;另一方面,沥青路面结构的层间接触并非完全连续,因此会造成路面结构力学性能计算结果与路面实际运行状态存在差异。针对以上问题,为进一步完善沥青路面结构设计计算理论,本文基于解析的方法开展了层间非完全连续沥青路面动力响应问题的研究,具体内容如下:首先,采用修正的Burgers模型描述沥青混合料的粘弹性变形特性,并考虑路面结构的层间接触实际状况,建立车辆荷载作用下层间非完全连续沥青路面计算模型。利用Laplace-Hankel积分变换将动态平衡偏微分方程组转化为常微分方程组,构建路面各层位移与应力关系的传递矩阵,引入转换矩阵改变层间连续状态,依据边界条件求得层间非完全连续路面结构动力响应解析解。基于实例计算结果,发现沥青混合料的粘弹性系数B和η2对路表弯沉峰值出现的时间有一定的迟滞作用,而路面结构的层间非完全连续条件会使得路表弯沉响应显着增加。其次,考虑车辆的制动情况,分别将车辆制动时的水平荷载与竖向荷载简化为连续式半矩形波与半正弦波,推导得到车辆制动条件下的层间非完全连续沥青路面动力响应解析表达式。研究表明,车辆制动条件下的路表弯沉响应要比未考虑水平荷载时更强烈,良好的层间粘结状况是改善路表弯沉响应的重要途径。最后,综合考虑层间粘结系数、面层厚度、基层厚度、基层模量、土基模量、面层弹性模量以及粘弹性系数等因素的影响,设计正交试验,通过正交直观极差分析法,分析了各影响因素对路表弯沉响应的敏感性。结果显示,影响路表弯沉响应的首要因素为层间粘结系数。本文通过解析方法得到了层间非完全连续沥青路面动力响应解析表达式,并编写了计算程序,更深入的研究沥青路面动力响应的变化规律。该成果对沥青路面结构计算理论有一定推动作用,可为路面结构优化与设计提供一定的参考。
陈松强[2]（2020）在《沥青路面非线性黏弹力学分析方法及车道荷载效应研究》文中认为力学-经验法是沥青路面结构设计最主要的设计方法,研究路面力学体系与分析方法是其核心问题。大多数国家和地区的公路沥青路面结构设计是以双圆均布垂直荷载下的层状弹性体系力学作为路面结构的力学模型,并且在沥青路面结构时只考虑单车道荷载的影响。然而,众多研究结论表明汽车轮胎接地压力并非呈圆形均布垂直荷载形式,且沥青混合料在环境温度作用下尤其是在高温条件下表现出黏弹/非线性黏弹性质,同时在结构分析中应考虑大交通量或交通拥挤的车道荷载效应。鉴于此,本文开展了非轴对称荷载下层状弹性体系力学响应、沥青混合料非线性黏弹及车道荷载效应等方面的研究。通过分析国内外关于轮胎接地压力的研究,提出采用椭圆抛物面荷载作为非轴对称荷载形式。基于非轴对称荷载下层状弹性体系理论解,完成了多层弹性体系理论解的求解,并编写了相应的计算程序（ASYLAYER）,采用弹性半空间体计算程序及结构层的划分,分析了多层体系计算程序的准确性。选取沥青路面典型结构,对比圆形均布垂直荷载,研究了非轴对称荷载对沥青路面路表竖向位移、Top-down疲劳开裂、沥青层永久变形及基层疲劳性能的影响。针对层状弹性体系表面处力学响应计算效率低的问题,分析了非轴对称荷载下表面处各个位置力学响应的计算效率。根据非轴对称荷载层状弹性体系理论解积分核形式,将解分成有理数（前半部分RP）和振荡函数（后半部分RL）两个部分,分别研究其随着自变量振荡衰减情况。应用表面余项理论提出非轴对称荷载表面点力学响应计算方法,采用ASYLAYER计算程序验证了计算方法的准确性及其计算效率。针对近表面位置处力学响应计算效率低的问题,通过近表面点力学响应的计算结果,提出距表面0.02cm深度范围内定为近表面区域,采用表面点力学响应替代近表面点力学响应,提高整个路面结构力学响应的计算效率。针对沥青混合料非线性黏弹问题,选用SMA-13、AC-20和ATB-25沥青混合料开展不同荷载下沥青混合料的蠕变试验,并采用Prony级数和幂率函数建立三种沥青混合料的蠕变模型。针对沥青混合料松弛模量与蠕变柔量转换计算方法,提出应用Laplace数值逆变换方法进行参数换算,对比Gauss积分法的松弛模量计算结果,分析了所提出方法的计算精度和效率。分别采用Schapery、Findley和多重积分本构研究沥青混合料非线性黏弹性质,应用拟合度分析本构的适用性,提出采用Schapery本构作为沥青混合料非线性黏弹本构。利用层状弹性体系理论及多圆荷载叠加计算方法,研究了车道荷载影响范围及其对沥青路面使用性能（路表弯沉、Top-down疲劳开裂和永久变形）的影响。针对沥青混合料非线性黏弹性质及行驶荷载特点,提出了考虑考虑行驶荷载及沥青混合料非线性黏弹理论的路面力学分析方法。基于此分析方法开发的力学计算程序,分析了单车道非轴对称荷载及多车道荷载对沥青路面结构竖向变形影响,确定非轴对称荷载及车道荷载对路面竖向变形的影响率,提出了沥青路面结构竖向变形修正计算公式。以上研究完成了非轴对称荷载下层状弹性体系力学响应理论解及程序计算,建立了沥青混合料非线性黏弹本构,分析了沥青路面结构车道荷载效应,研究成果为公路沥青路面结构设计提供了依据及参考。
刘衡[3]（2020）在《车辆动载、水、温度耦合作用的沥青路面响应分析》文中研究说明沥青路面在实际工程中会受到车辆动载、温度以及水等因素的共同作用,许多路面常见病害与这些因素息息相关。目前,弹性层状理论是我国规范中沥青路面计算的基础,但其作为经典的单相场理论无法有效反映车载、温度、水等因素对路面结构的耦合影响,而温度和水对路面的作用是不容忽视的。因此,为了更加准确合理的分析多因素共同存在情况下的沥青路面问题,开展综合考虑温度、水、车辆动载等因素的多相耦合场路面理论的研究具有十分重要的工程意义。传递矩阵法和刚度矩阵法是目前解决层状路面问题最为经典且应用最广泛的解析求解方法,但采用这两种方法处理层状体问题时,经常会出现不同程度的矩阵运算溢出、奇异矩阵等算法失效现象。本论文将在正交向量函数系下,根据DVP方法（Dual variable and position method）提出的新传递矩阵构造方式,对传统矩阵分析法进行改进,进而采用这种推导更为简洁、运算更为稳定的层状体问题求解方法,分别对移动荷载作用下的弹性层状路面问题、路面孔隙水问题以及温-水-车耦合作用下的路面问题进行解析求解,并利用所得解析解对相关路面因素的影响进行分析和比较。现将本论文主要研究内容归纳如下:（1）在正交向量函数系下,构建求解层状体问题的新传递矩阵关系,并分别在表面垂直和水平圆形均布荷载作用下,推导出含有不连续界面的层状路面问题解析解。从弹性层状体问题的基本方程出发,导入正交向量函数系后,根据DVP方法改进状态向量构造方式,推导出新的更为稳定的传递矩阵关系式。将所得解析解与已有结果进行对比,验证本文方法及推导结果的正确性和准确性,并分析在不同界面模型条件下层间界面系数对计算结果产生的影响。（2）根据弹性动力学基本理论,采用基于正交向量函数系的DVP方法,通过引入移动直角坐标系,推导出表面圆形移动荷载作用下层状路面问题的解析解表达式。通过对比算例验证本文推导结果的正确性和合理性,同时分析不同位置点处计算结果的收敛情况,进而利用上述解析结果讨论荷载移动速度与层间滑动界面对路面结构中各力学响应的影响。（3）根据Biot固结理论与多孔介质理论,利用基于正交向量函数系的DVP方法,解析求解饱和三维层状路面问题。从Biot固结问题的基本方程和Darcy定律的渗流平衡方程出发,推导出移动荷载作用下饱和弹性多孔路面层状体问题的解析解,进而计算不同工况下路面模型内部的孔隙水压力、孔隙水流速等力学响应,根据计算结果讨论并分析面层渗透性能、速度等因素对路面孔隙水的影响。（4）根据热流固理论,建立渗流-温度-应力耦合场作用下的层状沥青路面模型,借助基于正交函数系的DVP方法,推导出温度、水、车辆耦合作用下路面层状体渗流场、温度场、应力场的力学响应解析解,进而计算一组典型路面结构内部的力学响应,对比不同场理论下路面层状体响应结果的差异,同时验证本章耦合场作用下路面模型解析解的可靠性,最后在耦合场理论下分析了荷载移动速度、温度以及层间结合条件等因素的影响,并与之前单相弹性理论下的相应结果进行了比较。
康涛飞[4]（2019）在《沥青路面能量体系计算分析与应用研究》文中研究指明随着对沥青混合料性质研究的深入,其黏弹塑特性以及沥青路面车辙、疲劳开裂等破坏机理逐渐明晰,但长期以来,沥青路面结构分析的解析法停留在层状弹性、黏弹性体系理论阶段,计算得到的力学指标不足以表征沥青路面出现的诸多破坏形式。有限元、离散元等方法虽然能够较好的描述特定沥青路面结构破坏的过程,但由于其分析过程复杂,无法推广至工程实际当中。为解决传统路面力学理论存在的局限性,将能量原理引入沥青路面结构分析中,建立具有普适性的沥青路面能量体系,从能量角度出发更加细致的分析沥青路面破坏产生的原因,使计算结果能够更好地联系工程实际,同时保证理论体系能够应用在沥青路面设计方法当中。首先在能量原理的基础上,结合黏弹性力学、弹塑性力学等经典理论,分析荷载做功在沥青路面结构中的转化过程,明确弹性应变能、塑性耗散能和蠕变耗散能产生的原因以及基本计算方法;在三维状态下,结合沥青混合料本构方程,完成各部分能量方程的推导,建立沥青能量体系。其次结合层状黏弹体系力学,根据各部分能量方程编写计算程序,分析单圆轴对称黏弹半空间、双层体系以及双圆轴对称黏弹双层体系下各能量在路面结构中的分布和扩散形式,从数值计算和工程实际两个角度验证沥青路面能量体系的正确性。计算结果表明,一般情况下荷载做功主要转化为可以完全恢复的弹性应变能,蠕变耗散能主要积聚在路表附近,在轮迹中心位置达到峰值,塑性耗散能主要分布于沥青层中,峰值出现在轮迹中心下23cm处;其中蠕变耗散能以波状形式向下扩散,主要引起沥青路面竖向永久变形,塑性耗散能主要以环状形式水平扩散,主要引起沥青路面塑性剪切流动变形。为体现不同环境下沥青路面的工作状态,分别分析水平荷载、超载、温度及材料性质变化情况下各能量的变化情况。结果表明水平荷载作用下各能量均集中在路表附近,塑性耗散能与弹性应变能几乎相等,即水平荷载主要引起沥青路面形状变化;一般情况下水平荷载系数较小,水平荷载输入沥青路面的能量可以忽略不计,在陡坡路段等特殊情况下水平荷载会导致路表附近塑性耗散能大幅增加,加剧塑性剪切破坏产生。超载情况下各能量分布和扩散形式未发生改变,但能量值显着增加,导致沥青路面破坏提前出现。不同温度下沥青混合料性质不同,各能量组成比例发生变化,低温下沥青路面趋于完全弹性,各能量值均较低,蠕变耗散能趋于零;常温下沥青路面进入低黏弹阶段,表现为总能量、弹性应变能随温度升高大幅增加,但蠕变耗散能变化较小;高温下沥青路面进入高黏弹阶段,表现为蠕变耗散能大幅增加,弹性应变能几乎不再变化。最后建立沥青路面能量体系与工程实际的联系,在Mises畸变能屈服极限的基础上进行改进,提出适用于沥青路面塑性破坏分析的塑性耗散能屈服极限计算方法,并结合相关直接拉伸试验结果进行验证。在前述能量计算分析结果的基础上,分析不同情况下沥青路面实际塑性破坏区和主要蠕变变形区的情况。最后研究了以控制沥青路面能量耗散最低为原则的沥青层最佳厚度计算方法,并结合沥青路面实际破坏区域的变化情况进行了验证。本次研究在诸多经典理论的基础上建立了可推广使用的沥青路面能量体系,通过相应计算分析验证了其正确性,体现了其较现有路面力学理论体系的优势,对沥青路面结构设计方法具有一定的推动作用。
张瑞[5]（2019）在《水平与垂直荷载下层状黏弹性体系解析解及其在RIOHTrack的应用分析》文中研究说明客观准确地反映材料的力学行为和车辆荷载的作用特征,不断改进沥青路面的力学理论解法与计算,是完善其结构设计方法的理论需求,始终是道路工程领域的研究重点。当前国际各种沥青路面设计方法,均采用垂直荷载下的层状弹性体系力学理论,难以计算多次重复荷载下路面材料的蠕变、松弛等行为,也无法分析车辆荷载水平力作用的影响。为突破这一局限,需要完成水平和垂直荷载作用下层状黏弹性体系的理论求解、数值计算及应用分析等系列研究。首先,完成旋转高次抛物面水平和垂直荷载下层状黏弹性体系的解析求解。基于非轴对称水平荷载下的一般解,利用定解条件,分别求得弹性半空间体和多层体系的解析解,并完成双圆水平和垂直荷载的叠加分析。采用三维广义Maxwell模型,描述路面各层材料的黏弹性本构方程,基于拉普拉斯积分变换求解其置换参数;采用长期固定荷载和间歇式半正弦波荷载模拟车辆轴载谱,获得其拉普拉斯积分变换的象函数;进而,根据对应原理,得到黏弹性层状体系解析解表达式。其次,应用C++语言,开发黏弹性的半空间体和多层体系的数值计算程序。针对含贝塞尔函数无穷积分的解析解,采用复化Gauss积分法,解决其数值计算精度问题;针对象空间解的拉普拉斯逆变换,采用F.Durbin法,解决其数值计算效率和精度问题。分析黏弹性半空间体解析解表达式特点,提出两类计算逻辑及程序,并对比其计算效率与精度,论证了程序的适用条件。开发多层黏弹性体系计算程序,基于半空间体解验证其精度,并论证荷载长期重复作用下程序计算的稳定性。从而为综合荷载重复作用下的路基路面结构黏弹性力学响应计算和分析,提供了精度、效率和稳定性满足要求的程序。再次,应用该计算程序,分析沥青路面黏弹性力学响应的交通、环境和结构组合等影响因素及其规律。选用半空间体和三层体系,分析荷载动态参数对其黏弹性力学行为的影响规律:不同水平荷载作用系数下各点位黏弹性力学响应的计算表明,水平力的影响深度各异;确定不同车速轴载谱的加载周期,计算各车速下路面表面点位的黏弹性位移,结果表明随车速减小,路面表面的黏弹性变形显着增加,分析了表面黏弹性变形的形态。选择不同温度,取用相应温度下沥青层的广义Maxwell方程中黏弹性参数,计算半正弦波荷载作用下半空间体和三层体系的黏弹性响应,分析了随温度变化主应力与最大剪应力峰值沿深度的分布规律。为指导路面结构组合设计,选用含半刚性基层和柔性基层的两类三层体系,即基层分别为弹性和黏弹性材料,分析连续2次加载和卸载过程中不同点位的应力和位移动态变化规律。结果表明,半刚性基层路面,其表面水平位移、最大主应力和最大剪应力,以及面层层底的最大主应力和最大剪应力,都显着高于柔性基层的;加载时,其表面的垂向位移和基层层底的最大拉应力更大,但卸载时,这两个指标则较柔性基层的小。选用黏性和弹性比例差异显着的两种材料,上述指标计算结果表明,程序合理地反映了材料黏弹性对永久变形和应力的影响。最后,针对RIOHTrack典型路面结构,分析重复荷载动态作用下的黏弹性力学响应。基于实测沥青混合料的动态模量数据,给出获取广义Maxwell模型材料参数的方法。基于路面温度场动态变化的实测数据,针对三种典型结构在高温和低温时段,计算半正弦波荷载作用下最大主应力和最大剪应力的峰值随深度的变化,表明结构组合影响显着;计算80km/h行车速度的荷载连续作用24h后路面表面垂向和水平向的永久变形量,表明柔性基层的变形值最大。选取修正三维广义Maxwell模型和Kelvin模型,分别完成相应黏弹性力学计算,结果表明重复荷载长期作用下,二者路面的垂向和水平永久变形差异显着,其规律符合线性固体模型的特征。针对典型路面结构,采用层状弹性力学和层状黏弹性体系力学,分别计算半刚性基层疲劳寿命和面层永久变形,结果表明黏弹性力学可更客观描述轴载动态加载的影响,有益于环道路面加速加载的计算和验证。上述解析求解、数值计算、程序开发和路面结构黏弹性力学响应分析的系列成果,实现了路面力学从弹性理论到黏弹性理论的跨越,突破了垂直荷载下理论体系的局限,为计算动态重复车辆荷载动作用下的路面黏弹性力学响应提供了工具。可为沥青路面结构的加速加载试验的验证提供理论支撑,对更深刻认识沥青路面在动态荷载作用下的力学响应演化规律及破坏机制,对完善沥青路面结构设计方法,有较为重要的理论意义和工程实际价值。
王政[6]（2019）在《沥青路面力学响应分析与计算效率优化》文中指出沥青路面结构内部的各项力学响应在沥青路面设计和性能评价中起着至关重要的作用。主流的线黏弹性分析方法通过施加弹性-黏弹性对应原理能够获得沥青力学响应的在频域内的解析解,然而为了确定时域内的沥青路面力学响应的时程曲线需要进行大量多层体系一般解求解和拉普拉斯逆变换的数值运算。这就使得黏弹性分析方法的分析过程需要耗费大量的计算时间与计算机存储资源,本论文主要对沥青路面的力学响应的计算方法进行了研究,并尝试采用准弹性方法加快计算黏弹性路面力学响应的分析过程。本文首先回顾了沥青路面力学分析中常使用的弹性分析方法,并分别通过位移函数法和整体矩阵得到了弹性一般解和均布荷载下路面力学响应的计算方法。随后通过弹性-黏弹对应原理和Talbot逆变换方法确定了多层黏弹体系一般解和时域内力学响应的计算方法。其次,在本研究中使用Schapery准弹性方法,尝试优化沥青路面分析的计算效率。研究发现准弹性方法作为沥青路面黏弹性分析的一种近似方法,将层状黏弹性介质在任意时刻的单位响应可近似为用相应时刻的松弛模量作为弹性模量计算的弹性响应。由此,该方法通过近似原理避开了占用大量计算耗时的拉普拉斯数值逆变换,进而能够有效减少分析过程耗费的计算时间。最后,为了验证准弹性法分析沥青路面力学响应的精确性与计算效率,本文通过以线性黏弹性解作为评价指标验证对比准弹性近似解。首先为了保证比对结果的客观合理需要对研究中编制使用的计算程序进行验证,分别使用了BISAR和ABAQUS软件对准弹性法调用的弹性分析程序和线黏弹性方法调用的黏弹性分析程序进行了校核。在沥青层的黏弹性表征上使用了复数模量试验结果,得到MHN复数模型表征的沥青层黏弹参数复数模量与松弛模量,并将材料参数分别带入到线黏弹性方法和准弹性方法中分析典型路面关键位置响应。通过比较不同温度、不同荷载频率下、粒料基层与水泥稳定碎石基层沥青路面的各项力学响应,得到了以下结论:即准弹性方法能够有效提高沥青路面力学响应分析的计算效率,其耗时仅为线黏弹性方法的1/9,并且在中低温工况下能够取得较为准确的黏弹响应结果。
满建宏[7]（2019）在《移动荷载下沥青路面结构的三维动力响应分析》文中指出层状结构在自然界和人工环境中是一种常见的结构。在道路工程中,路面结构同样被看作是层状结构,各结构层由于施工工艺和路面材料等方面的差异,呈现出明显的横观各向同性特征。此外,作用在土层和路面结构上的荷载并非完全是静止荷载,车辆荷载多以运动荷载的形式存在,又由于路表具有不同的平整度和车辆结构自身的振动,使荷载在结构表面上移动时带有一定的自振频率。因此,目前我国路面结构设计采用的层状各向同性理论和双圆均布静止荷载已经不能很好的表征路面的实际状况,具有一定的局限性。本文基于层状弹性理论,结合Cauchy应力原理和有限元理论,考虑层间接触状况,分别建立矩形移动简谐荷载下三维均质/横观各向同性结构的表达式,然后分析了荷载特性和结构层参数对路面结构动力响应的影响。具体内容如下:（1）本文采用谱元法研究了层状各向同性结构在矩形移动简谐荷载下的三维动力响应。并且着重分析了荷载特性（速度及频率）和层间接触条件对层状各向同性结构动力响应的影响。研究结果表明:在速度不是很大时,随着移动速度的增大和荷载频率的减小,路表弯沉在逐渐的增大。沥青面层-层底拉应变（Tensile Strain of Bottom简写:TSB）和土基顶部-竖向压应变（Vertical Compressive Strain简写:VTS）均随着移动速度增大而增大,而频率的变化对其影响程度有限。并且层间接触质量的变坏会使三项动力响应指标均明显增大,加速结构的破坏。（2）本文将谱元法应用到层状横观各向同性结构在矩形移动简谐荷载下的三维动力响应分析中,并且着重分析了荷载特性（速度及频率）、面层的横观各向同性特征和层间接触条件对层状横观各向同性结构动力响应的影响。研究结果表明:面层的TIC（Transverse Isotropic Coefficient,简称TIC）越小,结构的路表弯沉、面层TSB和土基顶部VTS越大;层间接触质量的变坏会加剧结构的破坏;并且频率对三项动力响应的影响程度弱于速度变化对其的影响程度。本文的理论研究及其结果能够为我国路面的设计理论提供一定的参考价值,同时也会对路面力学的发展起到一定的推动作用。
汪昌勇[8]（2019）在《基于谱元法的路面动力响应模拟方法及程序实现》文中研究指明在公路工程中,路面弯沉检测是公路维修和养护的重要方式。公路检测的方法有很多。其中,无损检测的方法越来越受到欢迎。主要的无损检测仪器是落锤式弯沉仪,其产生的圆面冲击载荷可以很好地模拟行车载荷。冲击载荷作用于路面所产生的路面响应可通过传感器和计算机转换为数据信息。通过对这些数据的分析,可以对路面结构进行初步评价,为路面维修和养护提供可靠的依据。然而,无损检测实验的结果需要与理论计算的结果进行比较,通过比较可以使路面的可靠性评价更加准确。本文以落锤式弯沉仪进行路面检测为工程背景,以路面动力响应计算为目标,做出了相关的研究。其研究内容如下:（1）本文介绍了一套由谱元法理论及数学计算方法得到的有意义的路面动力响应计算理论体系。为了考虑路面的粘弹性问题,文中分别推导了频域中三种流变模型的本构关系。其中,模型分别为开尔文模型、开尔文修正模型和伯格斯模型。根据理论计算流程,利用C++编写出了一套路面动力响应计算的程序代码。（2）为了验证程序对路面动力响应计算的正确性,文中以材料均为均质各向同性线弹性材料的多层模型为例,将有限元软件ABAQUS所计算的结果与程序代码所计算的结果作对比,验证了程序对路面动力响应计算的正确性。在验证过程中,得出阻尼对线弹性影响较大的结论。（3）在公路工程中,高温等因素对路面层材料的影响很大。其中,材料往往具有粘弹性。针对粘弹性,文中进一步研究了线弹性多层模型、粘弹性多层模型以及线弹性层和粘弹性层组合的多层模型。对于线弹性多层模型,研究表明了层厚度、层模量对路面弯沉的影响较大。对于粘弹性多层模型,文中比较了三种流变模型的计算效果,表明了在计算路面动力响应方面,伯格斯模型模拟粘弹性最好。同时,研究表明,与线弹性相比,粘弹性对阻尼的敏感程度较弱;在尺寸和材料参数方面,层厚度和泊松比对路面弯沉的影响较大。对于线弹性层和粘弹性层组合的多层模型,研究表明,随着粘弹性层数的增加,路面弯沉也随之增大。因此,粘弹性对路面弯沉的影响深远。
陈豪[9]（2019）在《沥青混凝土铺装轨道支承层结构解析模型及厚度设计》文中指出高速铁路的高速、安全和舒适性对轨下基础的稳定性、耐久性和平顺性提出更严格的要求。密级配沥青混合料兼具弹性、防水性和可维护性,是轨下基础良好的缓冲支承和防水封闭材料,将其引入轨下基础结构层,能有效改善水泥混凝土无砟轨道由刚性混凝土底座直接过渡到柔性级配碎石基床的层间刚度协调问题。基于此,本文以单元板式无砟轨道为研究对象,开展全断面沥青混凝土铺装轨道结构研究,分别探讨其结构组成与材料设计、解析建模与数值模型验证、结构准静态设计方法。完成的主要工作和成果有:（1）提出了沥青混凝土铺装轨道结构形式。通过国内外研究综述可知:沥青混凝土材料用于轨下基础结构,相对水泥混凝土材料具有防水性好、减振降噪、便于维护等优势。基于此,本文提出沥青混凝土支承的单元板式无砟轨道（即沥青混凝土铺装轨道）结构,并对各结构层材料进行设计。（2）建立了理论解析模型和数值模型。结合沥青混凝土铺装轨道的结构特点,本文基于弹性层状体系理论,建立了多层弹性地基板模型,可计算沥青混凝土铺装轨道的各项力学指标。为简便计算,通过假定轨道板为刚性板,得到均布荷载作用下的四层弹性地基简化模型。借助MATLAB编程,可实现任意点位的应力、位移求解。为验证理论简化模型的可靠性,建立了5种不同沥青层厚度下的静态有限元梁体模型。理论简化模型和有限元数值模型计算的对比分析表明:对于各结构层层顶的竖向应力和沥青层底的水平应力,其有限元结果都小于理论结果;两者得到的路基面处的最大竖向位移接近;沥青层底的拉应变的理论值接近有限元值的2倍,而路基面的压应变,两者较为接近。数值验证表明,理论简化模型得到的结果偏保守,但合理修正后可用于沥青混凝土铺装轨道支承层结构设计。（3）建立了沥青混凝土铺装轨道结构的准静态设计方法。参考公路路面设计成果,针对沥青混凝土铺装轨道提出沥青层层底拉应力、路基面竖向应力、路基面竖向位移等关键设计指标,基于MATLAB编程结果,建立了沥青混凝土铺装轨道的准静态设计方法。算例表明:设计指标的阈值可控制沥青层的最小设计厚度;增加沥青层厚度对改善轨下基础结构力学响应有益,但为节约成本,沥青层不宜过厚,应根据实际工程进行合理调整。
胡迎斌[10]（2017）在《考虑横观各向同性的粘弹性沥青路面力学响应分析》文中指出沥青混合料是典型的粘弹性材料,粒料类基层和土基等材料具有显着的横观各向同性特性,基于各向同性弹性多层体系理论的沥青路面结构设计和分析具有明显的局限性。本文对考虑基层和土基横观各向同性特性的粘弹性沥青路面结构在静荷载和FWD冲击荷载作用下的力学响应进行理论分析,分别建立相关问题的解析刚度矩阵解。然后就具体问题计算分析了考虑基层横观各向同性特性的粘弹性沥青路面的力学响应。本文的主要从以下方面展开研究:（1）分别从各向同性粘弹性和横观各向同性弹性轴对称空间静力以及动力问题的基本方程入手,得到其基本控制方程,然后借助相应的积分变换,求解其积分变换域内的静力以及动力问题的应力和位移分量。（2）结合Cauchy应力原理和刚度矩阵的概念,根据求解的应力和位移分量,分别建立了积分变换域内的各向同性粘弹性轴对称空间静力以及动力问题有限层（沥青面层）的层单元刚度矩阵和横观各向同性弹性轴对称空间静力以及动力问题有限层（基层）和半无限体（土基）的层单元刚度矩阵。然后根据FEM对号入座的原则集成总体刚度矩阵,进而分别得到多层路面体系静力以及动力问题在积分变换域内的解析刚度矩阵解,最后应用相应的积分变换数值反演方法,分别得到物理域内的解。（3）为了验证本文的解析解的准确性,首先将本文的考虑横观各向同性的沥青路面粘弹性静力和动力问题解析解分别退化到弹性问题和各向同性问题的解,并分别与已有的解析解进行计算对比。然后将本文静力和动力解析解计算结果分别与FEM模拟结果进行对比,结果显示本文的静力和动力解析解均具有很高的准确性。同时,在与FEM对比中,本文的解析解均展现出了超越FEM的实用性。（4）计算结果显示考虑基层横观各向同性特性的粘弹性沥青路面的力学行为表现出明显的粘弹性材料的特征,同时基层材料的横观各向同性特性对路面力学响应有显着的影响。本文的研究能更好地表征路面在荷载作用下的力学行为和破坏机理,对完善和提升路面设计理论具有重要的意义。
二、沥青路面层状粘弹性半空间轴对称问题的求解（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、沥青路面层状粘弹性半空间轴对称问题的求解（论文提纲范文）
（1）层间非完全连续沥青路面动力响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究发展现状 |
| 1.2.1 路面结构动力响应研究现状 |
| 1.2.2 层间非完全连续沥青路面研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 路面力学计算理论基础及方法 |
| 2.1 积分变换理论 |
| 2.1.1 Laplace积分变换 |
| 2.1.2 Hankel积分变换 |
| 2.1.3 第一类Bessel函数 |
| 2.2 几种常见的粘弹性模型 |
| 2.2.1 Maxwell模型 |
| 2.2.2 Kelvin模型 |
| 2.2.3 Burgers模型 |
| 2.2.4 修正的Burgers模型 |
| 2.3 层状弹性体系基本理论 |
| 2.4 传递矩阵基本思想 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 竖向荷载下考虑层间接触状态的沥青路面力学响应求解 |
| 3.1 基本假设及计算理论模型 |
| 3.1.1 基本假设 |
| 3.1.2 理论分析模型 |
| 3.2 传递矩阵推导 |
| 3.2.1 基本方程 |
| 3.2.2 单层状态向量的空间解 |
| 3.3 非完全连续层状结构状态向量的空间解 |
| 3.3.1 多层结构状态向量的空间解 |
| 3.3.2 转换矩阵在表征层间接触模型中的应用 |
| 3.3.3 计算实例分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 车辆制动条件下考虑层间接触状态的沥青路面动力响应研究 |
| 4.1 车辆制动条件下的路面结构计算模型 |
| 4.2 车辆制动条件下沥青路面动力响应表达式 |
| 4.3 车辆制动条件下竖向与水平荷载的选取 |
| 4.3.1 竖向荷载的积分变换形式 |
| 4.3.2 水平荷载的积分变换形式 |
| 4.4 计算实例及结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 考虑层间接触状态的沥青路面动力响应影响因素分析 |
| 5.1 正交试验 |
| 5.1.1 正交试验方法简介 |
| 5.1.2 正交试验数据分析方法 |
| 5.1.3 正交试验方案设计 |
| 5.2 试验结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（2）沥青路面非线性黏弹力学分析方法及车道荷载效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 沥青路面结构设计方法研究 |
| 1.2.2 沥青混合料线黏弹参数研究 |
| 1.2.3 沥青混合料非线性黏弹本构研究 |
| 1.2.4 沥青路面结构数值模拟研究 |
| 1.2.5 国内外研究现状简析 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第2章 非轴对称荷载下层状弹性体系力学响应研究 |
| 2.1 非轴对称荷载数学模型 |
| 2.2 非轴对称荷载下弹性半空间体力学响应研究 |
| 2.2.1 非轴对称荷载下层状弹性体系力学理论解 |
| 2.2.2 非轴对称荷载下弹性半空间体理论解 |
| 2.2.3 多圆荷载力学响应叠加公式 |
| 2.2.4 多圆非轴对称荷载下弹性半空间体力学计算程序开发与验证 |
| 2.3 非轴对称荷载下多层弹性体系力学响应研究 |
| 2.3.1 非轴对称垂直荷载下层状弹性体系系数递推 |
| 2.3.2 非轴对称荷载下层状弹性体系理论解 |
| 2.3.3 多圆非轴对称荷载下层状弹性体系力学计算程序开发与验证 |
| 2.4 非轴对称荷载对沥青路面性能影响分析 |
| 2.4.1 路表竖向位移分析 |
| 2.4.2 路表最大拉应变分析 |
| 2.4.3 沥青层永久变形分析 |
| 2.4.4 基层疲劳性能分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 非轴对称荷载下层状弹性体系表面点力学响应计算方法 |
| 3.1 非轴对称荷载下层状弹性体系表面点力学响应计算效率分析 |
| 3.2 表面点力学响应振荡分析 |
| 3.2.1 响应前半部分振荡分析 |
| 3.2.2 响应后半部分振荡分析 |
| 3.3 表面点力学响应计算方法与验证 |
| 3.3.1 表面点力学响应计算方法 |
| 3.3.2 表面点计算方法验证及分析 |
| 3.4 近表面点区域力学响应快速求解方法 |
| 3.4.1 近表面点力学响应振荡分析 |
| 3.4.2 近表面点区域划分 |
| 3.4.3 近表面点力学响应近似计算精度及效率分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 沥青混合料非线性黏弹本构确定及参数换算 |
| 4.1 沥青混合料蠕变模型 |
| 4.1.1 原材料 |
| 4.1.2 沥青混合料蠕变试验 |
| 4.1.3 沥青混合料蠕变模型 |
| 4.2 黏弹参数换算研究 |
| 4.2.1 黏弹参数计算方法 |
| 4.2.2 基于卷积方法的蠕变柔量与松弛模量换算研究 |
| 4.2.3 Laplace数值逆变换方法研究 |
| 4.2.4 基于Laplace变换的蠕变柔量与松弛模量换算研究 |
| 4.2.5 松弛模量计算模型 |
| 4.3 沥青混合料非线性黏弹本构模型 |
| 4.3.1 Schapery本构模型 |
| 4.3.2 Findley本构模型 |
| 4.3.3 多重积分模型 |
| 4.3.4 本构模型优选 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 沥青路面结构力学响应的车道荷载效应分析 |
| 5.1 基于层状弹性体系理论的车道荷载效应分析 |
| 5.1.1 车道荷载影响范围研究 |
| 5.1.2 车道荷载对沥青路面性能影响分析 |
| 5.2 考虑行驶荷载及非线性黏弹理论的路面力学计算程序 |
| 5.2.1 考虑沥青混合料非线性黏弹的路面力学计算方法 |
| 5.2.2 行驶车辆荷载下路面力学计算方法 |
| 5.2.3 路面力学计算程序开发 |
| 5.3 考虑行驶荷载及非线性黏弹理论的车道荷载效应分析 |
| 5.3.1 单车道非轴对称荷载对路表竖向变形的影响分析 |
| 5.3.2 多车道荷载对路表竖向变形的影响分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 附录一 P~(ij)_m的值 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（3）车辆动载、水、温度耦合作用的沥青路面响应分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1. 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 层状体理论的发展和主要求解方法 |
| 1.2.2 路面结构动力响应问题的国内外研究 |
| 1.2.3 沥青路面温度问题的国内外研究 |
| 1.2.4 沥青路面孔隙水问题的国内外研究 |
| 1.2.5 热流固三场耦合理论的提出与发展 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2. 基于正交向量函数系的弹性层状路面问题求解方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 沥青路面的层状半空间理论模型 |
| 2.2.1 模型的假设与描述 |
| 2.2.2 基本控制方程 |
| 2.2.3 边界和层间结合条件 |
| 2.3 基于正交向量函数系的DVP方法 |
| 2.3.1 导入正交向量函数系 |
| 2.3.2 控制方程的一般解 |
| 2.3.3 层状体问题的层间传递关系 |
| 2.3.4 边界与层间界面条件的求解 |
| 2.4 算例与分析 |
| 2.4.1 验证算例 |
| 2.4.2 不同界面系数的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3. 移动荷载作用下沥青路面结构响应问题的求解与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 移动荷载作用下的层状沥青路面问题 |
| 3.2.1 问题的模型 |
| 3.2.2 模型的控制方程 |
| 3.2.3 边界条件与层间界面条件 |
| 3.3 路面问题的求解 |
| 3.3.1 正交向量函数系的引入 |
| 3.3.2 移动荷载问题的解析解 |
| 3.4 算例与分析 |
| 3.4.1 结果对比与讨论 |
| 3.4.2 荷载移动速度的影响 |
| 3.4.3 层间滑动界面的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4. 移动荷载作用下沥青路面孔隙水问题的求解与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 饱和多孔介质理论 |
| 4.2.1 有效应力原理 |
| 4.2.2 质量守恒定律 |
| 4.2.3 Darcy定律 |
| 4.2.4 运动平衡方程 |
| 4.3 移动荷载作用下饱和层状路面模型 |
| 4.3.1 路面模型的基本控制方程 |
| 4.3.2 边界条件与层间条件 |
| 4.4 移动荷载作用下沥青路面孔隙水问题的求解 |
| 4.4.1 正交向量函数系的导入 |
| 4.4.2 移动荷载作用下沥青路面孔隙水问题的解析解 |
| 4.5 算例与分析 |
| 4.5.1 路面渗透性的影响分析 |
| 4.5.2 荷载移动速度的影响分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5. 温-水-车耦合作用下沥青路面问题的求解与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 热流固耦合场理论模型 |
| 5.2.1 考虑热流固效应的本构关系 |
| 5.2.2 热流固耦合的广义Darcy定律和流体平衡方程 |
| 5.2.3 热流固耦合的广义Fourier定律和能量守恒方程 |
| 5.3 温-水-车耦合作用下沥青路面模型的建立与求解 |
| 5.3.1 路面模型的假设和控制方程 |
| 5.3.2 路面模型的边界与层间条件 |
| 5.3.3 温-水-车耦合作用下沥青路面问题的求解 |
| 5.4 算例与分析 |
| 5.4.1 不同场理论路面结构模型计算结果的对比 |
| 5.4.2 荷载移动速度的影响 |
| 5.4.3 层间滑动界面的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6. 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 本文主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）沥青路面能量体系计算分析与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 车辙问题研究现状 |
| 1.2.2 能量法基本原理及应用研究现状 |
| 1.2.3 路面力学与黏弹塑性力学研究现状 |
| 1.2.4 研究现状综述 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 第2章 沥青路面能量体系计算原理及方程推导 |
| 2.1 基本假设 |
| 2.1.1 路面力学基本假设 |
| 2.1.2 能量原理基本假设 |
| 2.2 能量计算基本原理 |
| 2.3 沥青路面能量输入与转化过程分析 |
| 2.3.1 荷载做功 |
| 2.3.2 本构模性选择 |
| 2.3.3 黏弹性能量转化分析 |
| 2.3.4 塑性能量转化分析 |
| 2.4 沥青路面结构能量方程推导 |
| 2.4.1 Burgers三维本构模型分析 |
| 2.4.2 黏弹性能量方程推导 |
| 2.4.3 塑性耗散能方程推导 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 轴对称层状黏弹体系下沥青路面能量计算分析 |
| 3.1 单圆轴对称黏弹半空间体系能量分析 |
| 3.1.1 单圆轴对称黏弹半空间体系能量方程 |
| 3.1.2 单圆轴对称黏弹半空间体系能量计算程序编写与验证 |
| 3.1.3 单圆轴对称黏弹半空间体系能量计算分析 |
| 3.2 单圆轴对称黏弹双层体系能量分析 |
| 3.2.1 单圆轴对称黏弹双层体系能量方程 |
| 3.2.2 单圆轴对称黏弹双层体系能量计算程序编写与验证 |
| 3.2.3 单圆轴对称黏弹双层体系能量计算分析 |
| 3.3 双圆轴对称黏弹体系能量分析 |
| 3.3.1 双圆荷载下能量叠加公式推导 |
| 3.3.2 双圆轴对称黏弹双层体系能量计算分析 |
| 3.4 沥青路面能量分布与破坏机理分析 |
| 3.4.1 沥青路面能量分布与扩散规律分析 |
| 3.4.2 沥青路面破坏机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 沥青路面能量体系影响因素分析 |
| 4.1 水平荷载影响分析 |
| 4.1.1 单圆非轴对称黏弹半空间体系能量方程 |
| 4.1.2 单圆非轴对称黏弹半空间体系能量分析 |
| 4.2 超载影响分析 |
| 4.2.1 垂直荷载超载下能量计算分析 |
| 4.2.2 水平荷载超载下能量计算分析 |
| 4.3 温度及材料性质变化影响分析 |
| 4.3.1 不同温度下Burgers模型参数拟定 |
| 4.3.2 不同温度下单圆轴对称黏弹双层体系能量计算分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 沥青路面能量体系应用研究 |
| 5.1 黏弹塑性结构塑性耗散能屈服极限研究 |
| 5.1.1 黏弹塑性结构塑性耗散能屈服极限计算方法 |
| 5.1.2 塑性耗散能屈服极限计算方法合理性验证 |
| 5.2 沥青路面实际破坏区域分析 |
| 5.2.1 沥青路面实际塑性破坏区域分析 |
| 5.2.2 沥青路面主要蠕变变形区域分析 |
| 5.3 沥青层最佳设计厚度研究 |
| 5.3.1 不同温度下沥青层最佳设计厚度分析 |
| 5.3.2 沥青层最佳厚度计算方法合理性验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（5）水平与垂直荷载下层状黏弹性体系解析解及其在RIOHTrack的应用分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 层状黏弹性体系力学研究 |
| 1.2.2 荷载在路面作用形式研究 |
| 1.2.3 沥青混合料黏弹特性及本构方程研究 |
| 1.2.4 研究现状综述 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 第2章 水平与垂直荷载下层状黏弹性体系解析解 |
| 2.1 圆形水平荷载下路面应力位移一般解 |
| 2.2 圆形水平荷载下应力位移弹性解 |
| 2.2.1 水平荷载下弹性半空间体解析解 |
| 2.2.2 水平荷载下多层弹性体系解析解 |
| 2.3 叠加荷载下弹性多层体系解析解 |
| 2.3.1 单圆水平与垂直荷载下弹性多层体系解析解 |
| 2.3.2 双圆荷载下弹性多层体系解析解 |
| 2.4 水平与垂直荷载下黏弹性多层体系解析解 |
| 2.4.1 沥青混合料本构方程 |
| 2.4.2 车辆荷载模型 |
| 2.5 泊松比在对应原理中的适用性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于C++语言的层状黏弹性体系力学计算程序编写与验证 |
| 3.1 基于数值积分和逆变换的力学程序编写 |
| 3.1.1 Gauss数值积分 |
| 3.1.2 F.Durbin法数值逆变换 |
| 3.1.3 程序编写逻辑 |
| 3.2 基于不同编程逻辑的黏弹性半空间体计算程序验证 |
| 3.2.1 对照验证 |
| 3.2.2 特殊点验证 |
| 3.2.3 计算效率对比 |
| 3.3 黏弹性多层体系程序验证 |
| 3.3.1 水平荷载程序验证 |
| 3.3.2 垂直荷载程序验证 |
| 3.3.3 计算效率 |
| 3.4 荷载长时作用下的程序稳定性分析 |
| 3.4.1 水平荷载程序稳定性 |
| 3.4.2 垂直荷载程序稳定性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于黏弹性计算程序的路面力学响应规律影响因素分析 |
| 4.1 水平荷载系数对路面力学响应的影响 |
| 4.1.1 半空间体分析 |
| 4.1.2 三层体系分析 |
| 4.2 荷载周期对路面力学响应的影响 |
| 4.2.1 荷载周期确定 |
| 4.2.2 不同速度下路面累积位移分析 |
| 4.3 温度对路面力学响应的影响 |
| 4.3.1 材料参数确定 |
| 4.3.2 半空间体结构力学响应分析 |
| 4.3.3 三层路面结构力学响应分析 |
| 4.4 基层类型对路面力学响应的影响 |
| 4.4.1 路面材料参数 |
| 4.4.2 力学响应对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于RIOHTrack的层状黏弹性体系力学应用分析 |
| 5.1 路面材料参数的获取 |
| 5.1.1 RIOHTrack路面结构选取 |
| 5.1.2 沥青混合料材料参数获取 |
| 5.2 基于实测温度场的路面结构力学响应对比 |
| 5.2.1 低温时应力分析 |
| 5.2.2 高温时永久变形分析 |
| 5.3 理论计算结果与实测数据对比分析 |
| 5.3.1 低温数据对比 |
| 5.3.2 高温数据对比 |
| 5.3.3 线性固体模型模拟沥青混合料 |
| 5.4 基于现有规范的弹性与黏弹性设计理论对比分析 |
| 5.4.1 计算参数的选择 |
| 5.4.2 不同计算理论力学分析对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录一 核心子程序源代码 |
| 附录二 程序验证数据 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（6）沥青路面力学响应分析与计算效率优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 沥青路面力学分析方法研究现状 |
| 1.2.2 沥青路面分析计算效率研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究技术路线 |
| 2 轴对称空间问题下的多层弹性体系一般解 |
| 2.1 多层弹性体系理论 |
| 2.1.1 弹性多层体系一般解 |
| 2.1.2 圆形均布荷载下的响应结果 |
| 2.2 通过连续条件与边界条件求解应力方程 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 轴对称空间问题下的多层黏弹性体系一般解 |
| 3.1 弹性-黏弹对应原理 |
| 3.2 黏弹性路面模型 |
| 3.3 坐标系变换 |
| 3.4 线性黏弹性材料的荷载叠加 |
| 3.5 沥青结构层的黏弹性表征 |
| 3.5.1 复数模量 |
| 3.5.2 沥青混合料复数模量实验 |
| 3.5.3 确定复数模量模型参数 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 黏弹性分析的计算效率优化 |
| 4.1 黏弹单位响应方程的数值计算 |
| 4.2 传统方法:Laplace数值逆变换求解黏弹单位响应方程 |
| 4.3 Schapery准弹性法 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 力学响应分析结果对比与验证 |
| 5.1 黏弹性材料参数与定解条件 |
| 5.1.1 混合料实验参数 |
| 5.1.2 复数模量参数确定 |
| 5.1.3 松弛模量的参数确定 |
| 5.1.4 松弛模量与复数模量一致性检验 |
| 5.2 动态荷载表征 |
| 5.3 计算程序校核 |
| 5.3.1 弹性分析计算程序校核 |
| 5.3.2 黏弹性分析计算程序校核 |
| 5.4 力学响应结果准确性验证 |
| 5.4.1 粒料基层沥青路面响应分析结果 |
| 5.4.2 水泥稳定碎石的沥青路面力学响应分析 |
| 5.5 计算效率对比分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）移动荷载下沥青路面结构的三维动力响应分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 路面动力学研究现状 |
| 1.2.1 二维路面结构动力响应的研究 |
| 1.2.2 三维路面结构动力响应的研究 |
| 1.2.3 谱元法的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 主要研究意义 |
| 第2章 弹性力学基本理论和方法 |
| 2.1 三维笛卡尔张量简介 |
| 2.1.1 平衡微分方程 |
| 2.1.2 几何方程 |
| 2.1.3 应力-应变关系 |
| 2.2 积分变换理论 |
| 2.2.1 傅里叶变换理论 |
| 2.2.2 傅里叶级数理论 |
| 2.2.3 基2-快速傅里叶变换理论(FFT) |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 三维均质各向同性路面在矩形移动简谐荷载下的动力响应 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 基本方程 |
| 3.2.1 运动控制方程 |
| 3.2.2 Helmholtz势函数 |
| 3.2.3 移动坐标变换 |
| 3.2.4 多重傅里叶变换 |
| 3.2.5 谱单元的应用和刚度矩阵的形成 |
| 3.2.6 相邻两层考虑层间接触条件的结构刚度矩阵 |
| 3.2.7 总刚度矩阵的形成 |
| 3.2.8 边界条件与实域求解 |
| 3.3 程序编写与数值分析 |
| 3.3.1 计算程序编写 |
| 3.3.2 验证 |
| 3.3.3 计算与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 三维横观各向同性路面在矩形移动简谐荷载下的动力响应 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 基本方程 |
| 4.2.1 控制方程 |
| 4.2.2 移动坐标变换 |
| 4.2.3 Buchwald势函数 |
| 4.2.4 三维空间解耦变换 |
| 4.2.5 横观各向同性谱单元刚度矩阵的形成 |
| 4.2.6 相邻两层考虑层间接触条件的结构刚度矩阵 |
| 4.2.7 横观各向同性结构总刚度矩阵的形成 |
| 4.2.8 边界条件与实域求解 |
| 4.3 程序编写与数值分析 |
| 4.3.1 计算程序编写 |
| 4.3.2 验证 |
| 4.3.3 计算与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文 |
（8）基于谱元法的路面动力响应模拟方法及程序实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及选题意义 |
| 1.2 路面动力响应的研究现状 |
| 1.2.1 解析法对路面动力响应的研究现状 |
| 1.2.2 数值法对路面动力响应的研究现状 |
| 1.2.3 谱元法对路面动力响应的研究现状 |
| 1.3 论文主要内容 |
| 第2章 谱元法的路面动力响应理论 |
| 2.1 谱元法的线弹性理论 |
| 2.1.1 势函数的解 |
| 2.1.2 谱单元 |
| 2.2 谱元法的粘弹性理论 |
| 2.2.1 开尔文模型 |
| 2.2.2 开尔文修正模型 |
| 2.2.3 伯格斯模型 |
| 2.3 边界问题及多层模型的响应解 |
| 2.3.1 边界条件 |
| 2.3.2 多层模型的全局响应解 |
| 2.3.3 模型表面的响应解 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 算法、程序实现及验证 |
| 3.1 算法实现 |
| 3.2 程序实现 |
| 3.2.1 前处理模块 |
| 3.2.2 计算求解模块 |
| 3.2.3 后处理模块 |
| 3.3 程序验证 |
| 3.3.1 有限元模型建立 |
| 3.3.2 谱元法对边界条件的处理 |
| 3.3.3 阻尼对线弹性多层模型的影响 |
| 3.3.4 谱元法与有限元计算结果对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 算例分析 |
| 4.1 线弹性多层模型 |
| 4.2 粘弹性多层模型 |
| 4.2.1 开尔文模型模拟粘弹性 |
| 4.2.2 开尔文修正模型模拟粘弹性 |
| 4.2.3 伯格斯模型模拟粘弹性 |
| 4.2.4 阻尼对伯格斯模型模拟粘弹性的影响 |
| 4.2.5 层厚度对伯格斯模型模拟粘弹性的影响 |
| 4.2.6 泊松比对伯格斯模型模拟粘弹性的影响 |
| 4.3 基于线弹性层和粘弹性层组合的多层模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 |
| 附录2 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（9）沥青混凝土铺装轨道支承层结构解析模型及厚度设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 轨下基础结构研究现状 |
| 1.2.2 铁路沥青研究现状 |
| 1.2.3 铁路路基结构设计方法 |
| 1.2.4 公路沥青路面设计方法 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 第2章 沥青混凝土支承的单元板式轨道结构 |
| 2.1 板式无砟轨道结构组成及特点 |
| 2.1.1 CRTSⅠ型板式轨道结构及特点 |
| 2.1.2 CRTSⅡ型板式轨道结构及特点 |
| 2.1.3 CRTSⅢ型板式轨道结构及特点 |
| 2.2 沥青混凝土铺装轨道结构层组合设计 |
| 2.2.1 沥青混凝土铺装轨道结构的提出 |
| 2.2.2 沥青混凝土铺装轨道结构组成功能 |
| 2.2.3 沥青混凝土铺装轨道材料组合设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于层状体系理论的板式轨道解析模型 |
| 3.1 层状体系理论简介 |
| 3.1.1 层状弹性体系基本假设 |
| 3.1.2 空间轴对称问题基本方程 |
| 3.1.3 轴对称空间问题求解 |
| 3.2 多层体系上的板理论推导及力学计算 |
| 3.2.1 弹性薄板 |
| 3.2.2 多层弹性连续体系 |
| 3.2.3 多层弹性地基上的板 |
| 3.3 简化荷载下的四层层状体系力学计算 |
| 3.3.1 均布荷载简化理论模型 |
| 3.3.2 简化理论模型求解 |
| 3.3.3 简化理论模型的MATLAB实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 竖向力作用下板式无砟轨道有限元分析 |
| 4.1 有限元模型的建立 |
| 4.1.1 几何尺寸和材料属性 |
| 4.1.2 边界及接触条件 |
| 4.1.3 作用荷载 |
| 4.1.4 网格划分 |
| 4.2 有限元计算结果分析 |
| 4.2.1 整体位移云图分析 |
| 4.2.2 整体应力云图分析 |
| 4.3 计算结果对比分析 |
| 4.3.1 提取点位与路径 |
| 4.3.2 应力对比分析 |
| 4.3.3 位移对比分析 |
| 4.3.4 应变对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 沥青混凝土支承层厚度设计方法 |
| 5.1 沥青混凝土铺装轨道设计与验算控制指标 |
| 5.1.1 结构控制条件 |
| 5.1.2 结构层设计指标 |
| 5.2 沥青混凝土层厚度设计方法 |
| 5.2.1 基于层状体系理论的准静态设计方法及流程 |
| 5.2.2 结构设计示例 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要成果 |
| 攻读硕士学位期间参加的项目 |
| 附录 均布荷载下四层弹性体系的MATLAB编程 |
（10）考虑横观各向同性的粘弹性沥青路面力学响应分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 横观各向同性路面研究现状 |
| 1.2.2 路面力学计算理论研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及意义 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 本文研究意义 |
| 第2章 计算基础理论与方法 |
| 2.1 各向同性层状弹性体系力学基本理论 |
| 2.1.1 基本假设与解题方法 |
| 2.1.2 弹性力学基本理论 |
| 2.2 各向同性粘弹性力学简介及沥青混合料的本构模型 |
| 2.2.1 广义弹性—粘弹性对应原理 |
| 2.2.2 沥青混合料的粘弹性本构模型 |
| 2.3 积分变换 |
| 2.3.1 Hankel积分变换 |
| 2.3.2 Laplace积分变换 |
| 2.3.3 卷积与Stieltjes卷积 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 考虑横观各向同性的粘弹性沥青路面静力问题 |
| 3.1 解析刚度矩阵法简介 |
| 3.2 层单元刚度矩阵推导 |
| 3.2.1 各向同性粘弹性轴对称静力问题 |
| 3.2.2 横观各向同性弹性空间轴对称静力问题 |
| 3.3 多层路面体系求解 |
| 3.3.1 集成总体刚度矩阵 |
| 3.3.2 边界条件 |
| 3.3.3 荷载叠加原理 |
| 3.4 数值计算 |
| 3.4.1 计算程序开发 |
| 3.4.2 路面材料参数输入 |
| 3.4.3 验证 |
| 3.4.4 计算与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 考虑横观各向同性粘弹性沥青路面动力问题 |
| 4.0 FWD冲击荷载特性 |
| 4.1 层单元刚度矩阵推导 |
| 4.1.1 各向同性粘弹性体轴对称动力问题 |
| 4.1.2 横观各向同性弹性体轴对称动力问题 |
| 4.2 多层路面体系求解 |
| 4.3 验证与计算分析 |
| 4.3.1 验证 |
| 4.3.2 计算分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A (攻读硕士学位期间发表的学术论文) |
四、沥青路面层状粘弹性半空间轴对称问题的求解（论文参考文献）
- [1]层间非完全连续沥青路面动力响应研究[D]. 王鹏. 燕山大学, 2021(01)
- [2]沥青路面非线性黏弹力学分析方法及车道荷载效应研究[D]. 陈松强. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [3]车辆动载、水、温度耦合作用的沥青路面响应分析[D]. 刘衡. 大连理工大学, 2020(07)
- [4]沥青路面能量体系计算分析与应用研究[D]. 康涛飞. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [5]水平与垂直荷载下层状黏弹性体系解析解及其在RIOHTrack的应用分析[D]. 张瑞. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [6]沥青路面力学响应分析与计算效率优化[D]. 王政. 大连理工大学, 2019(02)
- [7]移动荷载下沥青路面结构的三维动力响应分析[D]. 满建宏. 湖南大学, 2019(07)
- [8]基于谱元法的路面动力响应模拟方法及程序实现[D]. 汪昌勇. 西南交通大学, 2019(03)
- [9]沥青混凝土铺装轨道支承层结构解析模型及厚度设计[D]. 陈豪. 武汉理工大学, 2019(07)
- [10]考虑横观各向同性的粘弹性沥青路面力学响应分析[D]. 胡迎斌. 湖南大学, 2017(07)