基于传递-反射矩阵法的层状公路结构动力响应研究

›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (12): 3767-3774.

基于传递-反射矩阵法的层状公路结构动力响应研究

卢正¹，姚海林¹，胡梦玲¹，王长柏²

1.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，武汉 430071；2.安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南 232001

收稿日期:2011-09-20 出版日期:2012-12-12 发布日期:2012-12-15
作者简介:卢正，男，1982年生，博士，副研究员，主要从事土力学及路基工程方面的研究工作
基金资助:
国家自然科学基金（No. 51209201，No. 51279198）；武汉市青年科技晨光计划项目（No. 201150431070）；西部交通建设科技项目（No. 2011318493720，No. 20113184931700，No. 2011318775680）

Study of dynamic response of multilayered road structures based on transmission-reflection matrix method

LU Zheng¹, YAO Hai-lin¹, HU Meng-ling¹, WANG Chang-bo²

1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China; 2. College of Civil Engineering and Architecture, Anhui University of Science and Technology, Huainan, Anhui 232001, China

Received:2011-09-20 Online:2012-12-12 Published:2012-12-15

摘要/Abstract

摘要： 利用传递-反射矩阵方法和叠加原理推导了双轮胎振动荷载作用下弹性层状公路结构的动力响应解，并利用Hankel数值逆变换技术进行了数值求解。弹性层状结构的传递-反射矩阵同时具有单个矩阵尺寸小、矩阵元素只含有负指数项2个优点，计算结果不受土层单元厚度与荷载频率大小的影响，可以大幅提高计算效率和精度。通过将数值计算与室内模型试验结果进行比较，验证了方法的正确性。在此基础上，分析了面层厚度及模量对层状公路结构动应力、动位移的影响程度和规律，得出了一些有意义的结论。研究结果可为公路路面、路基结构设计提供参考。

关键词: 传递-反射矩阵方法, 层状公路结构, 动力响应, Hankel变换, 路面设计

Abstract: The theoretical solutions of elastic multilayered road structures under dynamic double-circular loads are derived using the transmission-reflection matrix (TRM) method and the superposition principle. By employing inverse Hankel transformation, the numerical results are obtained. The transmission-reflection matrices of elastic layered structure are of small size and free of any numerically unstable exponential terms which may greatly increase its efficiency and accuracy in applications. As a result, the TRM method can be valid for the large layer thickness and high frequency cases. The presented methodology is validated by comparing solutions with laboratory model tests. Some numerical results are presented and used to analyze the influence of pavement thickness and modulus on the vertical stress and displacement. The research results can be for reference in design of the road pavement and subgrade.

Key words: transmission-reflection matrix method, layered road structure, dynamic response, Hankel transformation, pavement design

中图分类号:

TU 433

卢正，姚海林，胡梦玲，王长柏 . 基于传递-反射矩阵法的层状公路结构动力响应研究[J]. , 2012, 33(12): 3767-3774.

LU Zheng , YAO Hai-lin , HU Meng-ling , WANG Chang-bo . Study of dynamic response of multilayered road structures based on transmission-reflection matrix method[J]. , 2012, 33(12): 3767-3774.

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[1]	吴琪, 丁选明, 陈志雄, 陈育民, 彭宇, . 不同地震动强度下珊瑚礁砂地基中桩-土-结构地震响应试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 571-580.
[2]	夏坤, 董林, 蒲小武, 李璐, . 黄土塬地震动响应特征分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 295-304.
[3]	于一帆, 王平, 王会娟, 许书雅, 郭海涛, . 堆积层滑坡地震动力响应的物理模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 172-180.
[4]	杨文波, 邹涛, 涂玖林, 谷笑旭, 刘雨辰, 晏启祥, 何川. 高速列车振动荷载作用下马蹄形断面隧道动力响应特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3635-3644.
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[8]	熊仲明, 张朝, 陈轩. 地震作用下地裂缝场地地震动参数试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 421-428.
[9]	丁伯阳, 宋宥整. 饱和土地下源u-P形式解答动力响应计算[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 474-480.
[10]	徐鹏, 蒋关鲁, 任世杰, 田鸿程, 王智猛, . 红层泥岩及其改良填料路基动力响应试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 678-683.
[11]	崔琦, 侯建国, 宋一乐. 抽水蓄能电站地下厂房围岩约束及结构振动特性分析 [J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 809-817.
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[14]	巨能攀, 邓天鑫, 李龙起, 蒋金阳, 张陈羊. 强震作用下陡倾顺层斜坡倾倒变形机制离心振动台试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 99-108.
[15]	胡帅伟, 陈士海, . 爆破振动下围岩支护锚杆动力响应解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 281-287.

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