机场水泥混凝土道面有限元模型建立方法研究

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发布时间：2022-03-07

资料介绍

3.工价国际机场公司，上海200335)
摘要:有限元分析法已大量应用于工程.而建立合适的数值分析模型是保证计算结果准确性的前提。该文计对建立精细的机场
木泥混凝土道面有限元模型进行了研究。通过研究表明:在保证计算精度同时减小计算代价的前提下,对于板中荷载建设采用4
块板模型:对于板边荷载，建设采用2块板模型成4板块模型;对于板角荷载。建设采用4块板模型。
关键词:机场:水泥混凝土道面:有限元:结构分析:模型
中国分类号:V351.11文献标识码:A
文章编号: 007-20130)05-0 403
0引言
1地基模型
路面结构力学自20世纪初兴起以来得到了长
在经典路面力学体系中，对于路面力学的地基
足发展，其中以Westergard. EFEKelley,Pickett等
模型有三种。分为Winkler 地基板、弹性半空间地
为代表。但由于路面结构外界约束、荷载条件等
基板和Pastermak地基板等三种不同的地基模型。
非常复杂，真正能够采用力学解析法解决的工程
1.1 Winkler 地基模型
问题非常有限，且往往建立在大量简化和假定基
Winkler地基模型也称弹簧地基模型。假设地
础上，分析结果适用性较差。
基顶面任一点的挠度仅同作用于该点的压力成正
有限元是一种近似计算的分析方法，通过以
比，如同地基是由许多紧密排列而互不关联的线性
线性插值迭代收敛原理，相对于理论解析法有了
弹簧所组成，与其他点上的压力无关。此压力同挠度
长足的进步。但由于计算量非常大，仍无法应用于
的比例系数k.称作地基反应模量，是Westergnard
复杂工程。
应力计算公式表征地基强度的唯一指标。
随着计算机技术的快速发展.通过将有限元思
我国机场水泥混凝土道面设计规范采用
想和计算机强大的计算功能相结合,形成了一种全
Winkler地基模型。
新的强大的结构分析方法。以有限元软件为媒介，
1.2弹性半空间地基模型
通过建立精细的有限元模型，可以解决绝大多数复
弹性半空间地基模型有时也称作弹性半无限
杂的工程问题。有限元软件可以分为三维有限元软
或弹性固体地基模型。地基看作是均质的半无限
件和二维有限元软件。路面力学分析常见的三维
连续介质。地基顶面任一点的挠度不仅同作用于
有限元软件有ABAQUS, ANASY . Ever FE.GEOSYS
该点的压力有关。也同顶面其他点上的压力有关。
等;常见的二维有限元软件有ILI-SLAB,JSLAB.
采用弹性模量Eo和泊松比仙来表征其弹性性质。
WESLIQID, KENSLABS, WESLAYER。FEACONS I
我国现行刚性路面设计方法和军用机场水泥混
等。
凝土道面设计方法即采用弹性半空间地基模型。
目前有限元法已广泛应用于各种科学研究工
1.3 Pasternak地基模型
作。有限元软件的使用者也是非常庞大。但实际工
假设Winkler地基的弹簧单元之间存在一定
程中，不同的分析人员针对同一问题的有限元分
程度的剪切阻尼作用，类似于弹簧顶部由不可压
析结果并不相同，有时甚至会相差非常大。其中最
缩的梁或板单元组成的剪切层相联结。层内各单
主要的原因是有限元分析模型建立得是否准确，
元间由于横向剪切而变形。此模型采用地基反应
是否与实际工程相符。
模量k和剪切模量G两项系数来表征地基的性
本文针对建立精细的机场水泥混凝土道面有
质。当剪切模量G为0时.此模型即为Winkler地
限元模型进行研究。为采用有限元软件进行机场
基模型;而当G增大时，便通过增加横向联系来调
道面结构分析提供基础。
整地基的反应，使之趋近于半空间地基。因而这是
一种介于Winkler地基和半空间地基之间的过渡
收稿日期:2012-12-05
作者简介:江城臣( 1969-1.男.湖北武汉人，工程师，从事机
模型。
场工程监理工作。
考虑到我国机场水泥混凝土道面设计规范采