[发明专利]考虑地基水平非均匀分布的机场道面结构设计方法

权利要求书

1.一种考虑地基水平非均匀分布的机场道面结构设计方法，其特征在于：所述的考虑地基水平非均匀分布的机场道面结构设计方法包括按顺序进行的下列步骤：

(1)建立飞机荷载-道面结构-水平非均匀地基的道面结构三维数值分析模型，在该模型中用反应模量梯度T_k来表征地基土体的水平非均匀分布，以道面板混凝土设计强度f_cm作为控制指标，对机场道面结构进行力学响应分析，获得采用非均匀地基土体时的道面板的应力σ_f，并满足σ_f小于f_cm；

(2)利用步骤(1)建立的道面结构三维数值分析模型，将该模型中的水平非均匀地基按均匀地基考虑，即地基土体采用统一的反应模量，对机场道面结构进行力学响应分析，调整地基土体的反应模量使分析获得的均匀地基土体时道面板的应力和步骤(1)获得的采用非均匀地基土体时的道面板的应力σ_f相等，定义此时的地基土体的反应模量为等效反应模量k₁；

(3)利用步骤(2)获得的地基土体的等效反应模量k₁和根据道面结构所在地基土体的最大及最小反应模量而获得的道面结构非均匀地基土体反应模量均值计算出非均匀地基土体的反应模量修正系数η_k；

(4)将步骤(3)获得的非均匀地基土体的反应模量修正系数η_k乘以采用现场承载板试验确定的地基土体的反应模量k_o，计算得到水平非均匀地基土体的修正反应模量

(5)利用步骤(4)获得的水平非均匀地基土体的修正反应模量并结合基层的当量厚度，依据《民用机场水泥混凝土道面设计规范》，MH/T5004-2010获得基层顶面的反应模量k_j，并采用均匀地基飞机道面结构设计方法获得机场道面板的厚度；

在步骤(3)中，所述的利用步骤(2)获得的地基土体的等效反应模量k₁和根据道面结构所在地基土体的最大及最小反应模量而获得的道面结构非均匀地基土体反应模量均值计算出非均匀地基土体的反应模量修正系数η_k的方法是：利用步骤(2)获得的地基土体的等效反应模量k₁，道面结构非均匀地基土体反应模量均值其中，k_max为道面结构所在地基土体的最大反应模量；k_min为道面结构所在地基土体的最小反应模量；利用下式计算出非均匀地基土体的反应模量修正系数

2.根据权利要求1所述的考虑地基水平非均匀分布的机场道面结构设计方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述的建立飞机荷载-道面结构-水平非均匀地基的道面结构三维数值分析模型，在该模型中用反应模量梯度T_k来表征地基土体的水平非均匀分布，以道面板混凝土设计强度f_cm作为控制指标，对机场道面结构进行力学响应分析，获得采用非均匀地基土体时的道面板的应力σ_f，并满足σ_f小于f_cm的方法是：采用有限元软件建立飞机荷载-道面结构-水平非均匀地基的道面结构三维数值分析模型，其中地基土体的水平非均匀分布采用反应模量梯度T_k，反应模量梯度T_k的表达式为：

T_k＝(k_max-k_min)/△L

式中，k_max为道面结构所在地基土体的最大反应模量；k_min为道面结构所在地基土体的最小反应模量；△L为地基土体的最大反应模量和最小反应模量区域之间的距离；

利用上述道面结构三维数值分析模型求解出非均匀地基土体时道面板的应力σ_f，并满足σ_f小于f_cm。