[发明专利]软土路基沉降数值模拟方法、装置、设备及可读存储介质

说明书

本发明涉及一种软土路基沉降数值模拟方法、装置、设备及可读存储介质，属于道路工程计算机辅助设计技术领域，其中，所述方法包括：将车辆动荷载作用简化为半波正弦荷载形式；基于FLAC^3D建立土体的数值计算模型，其中，土体的加载面采用摩尔‑库伦弹塑性模型进行描述，土体的屈服面采用修正剑桥模型进行描述；设置所述数值计算模型的边界条件；通过对所述数值计算模型施加循环的所述车辆动荷载作用进行软土路基沉降情况的数值模拟，得到数值模拟结果。本发明能够在车辆动荷载作用下，对软土路基沉降的影响因素进行准确地数值模拟并得出其影响规律。

技术领域

本发明涉及道路工程计算机辅助设计技术领域，尤其是涉及一种软土路基沉降数值模拟方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术

随着国民经济的快速增长，人民生活水平日益提高，对交通的需求也越来越大。各地交通发展日益迅速，然而受地理条件的限制，许多工程不得不建在深厚的软土路基上，如机场、公路、高速公路和铁路等。但是对于软土路基来说，其含水量高，承载力低，所以路基在承受车辆动荷载作用后变形大，从而导致软土路基沉降，在人口密集、交通量大的地区，交通荷载对软土路基的沉降影响尤为明显。

目前，还没有能在车辆动荷载作用下，对软土路基沉降的影响因素进行准确地数值模拟并得出其影响规律的方法。因此，亟需提供一种可以对影响软土路基沉降的因素进行准确地数值模拟并得出其影响规律的方法。

发明内容

本发明目的一是提供一种软土路基沉降数值模拟方法，能够在车辆动荷载作用下，对软土路基沉降的影响因素进行准确地数值模拟并得出其影响规律。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

将车辆动荷载作用简化为半波正弦荷载形式；

基于FLAC^3D建立土体的数值计算模型，其中，土体的加载面采用摩尔-库伦弹塑性模型进行描述，土体的屈服面采用修正剑桥模型进行描述；

设置所述数值计算模型的边界条件；

通过对所述数值计算模型施加循环的所述车辆动荷载作用进行软土路基沉降情况的数值模拟，得到数值模拟结果。

通过采用上述技术方案，通过将车辆动荷载简化为半波正弦的集中荷载以及改进土体摩尔-库伦弹塑性本构模型，建立循环的车辆动荷载作用下软土路基的有限元模型，能够准确地对在车辆动荷载作用下影响软土路基沉降的因素以及规律进行数值模拟，便于对软土路基沉降进行预防和改善，从而减少软土路基沉降造成的生命危害和财产损失。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述将车辆动荷载作用简化为半波正弦荷载形式，包括：

计算荷载作用周期，公式如下：

T＝12R/V，

其中，T为所述荷载作用周期；R为轮胎接触面积半径；V为行车速度；

计算附加动荷载，公式如下：

q(t)＝q_maxsin²(πt/T)，

其中，q(t)为所述附加动荷载；q_max为车辆荷载附加荷载的幅值；t为动力计算时间；

计算车辆动荷载作用，公式如下：

F(t)＝p+q(t)，

其中，F(t)为所述车辆动荷载作用；p为汽车静载。

通过采用上述技术方案，对因路面不平整以及车辆本身振动效应等因素呈现波动形式的车辆动荷载作用进行简化，便于后续的模型计算。