[发明专利]车辆荷载作用下路基动附加应力的计算方法

权利要求书

1.一种车辆荷载作用下路基动附加应力的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据公路路基路面的实际情况，建立二维弹性层状模型，假设路基路面各层为弹性层状体系，对弹性力学中的运动方程和物理方程进行推导，得到应力和位移的动力学偏微分方程组；

2)对上述动力学偏微分方程组中的应力和位移进行模态坐标变换，以消除该动力学偏微分方程组中的时间变量，得到不考虑时间变量的应力和位移的动力学偏微分方程组；

3)利用Laplace变换将不考虑时间变量的应力和位移的动力学偏微分方程组转换为含积分变量的线性方程组；根据矩阵理论，求得层状路基路面系统在变换域中的传递矩阵；

4)利用初始条件和边界条件求出表面的状态向量，然后建立车辆荷载作用下层状路基路面体系中的动附加应力模型；

5)采用Laplace逆变换对变换域中的动附加应力模型求解，求得动附加应力。

2.根据权利要求1所述的车辆荷载作用下路基动附加应力的计算方法，其特征在于，步骤2)中，分离并消除偏微分方程组中的时间变量的具体表达式为：

其中，ρ为介质的密度；ζ为车辆荷载频率，ζ＝2πν/l，ν为车辆的行驶速度，l为两车行驶所保持的距离；为模态坐标下的剪切应力；为模态坐标下的正应力；E为弹性模量；μ为泊松比；和分别为模态坐标下的水平位移和纵向位移；分别为σ_z()，w()，u()，τ_xz()的偏导数；x为垂直路基中线的方向；z为路面向下的方向。

3.根据权利要求2所述的车辆荷载作用下路基动附加应力的计算方法，其特征在于，步骤3)中，传递矩阵表达式为：

其中，