[发明专利]考虑模量非线性分布的路基表面位移响应确定方法

权利要求书

1.一种考虑模量非线性分布的路基表面位移响应确定方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：

步骤S1、获取路基材料参数，所述路基材料参数包括：路基顶面竖向模量E_v0、路基无限深处的模量E_v∞、路基模量非均匀系数α、路基模量比n_e、水平泊松比μ_h、垂直泊松比μ_v、路基密度ρ以及路基厚度H；

步骤S2、对路基表面施加动荷载p(r,t)，以动荷载中心为坐标圆心建立圆柱坐标系，r表示径向坐标，z表示竖向坐标，φ表示环向坐标，构建沿竖向非线性分布的路基模量函数E_v(z)＝E_v0+(E_v∞-E_v0)(1-e^-αz)；计算同时考虑横观各向同性以及路基模量沿竖向非线性分布的路基在Laplace-Hankel域下的表面位移响应解ξ以及s分别为Hankel积分变换以及Laplace积分变换系数；

步骤S3、基于当前路基力学模型在Laplace-Hankel域下的位移响应解计算当前路基模型在时域范围内的表面位移响应。

2.根据权利要求1所述一种考虑模量非线性分布的路基表面位移响应确定方法，其特征在于，所述步骤S2中，

式(1-1)中，A₁,A₂,A₃,A₄为边界条件参数，表示r方向位移分量的无穷级数中对应m_i的第n项级数的系数，i＝1,2,3,4；n是级数序列的序号，m₁～m₄为中间参数；Ξ表示路基顶面和底部模量相对大小的无量纲系数；

式(1-3)～(1-6)中，Θ₁，Θ₂，Θ₃分别为中间计算参数；

Θ₁＝α²C₃₃C₄₄；Θ₃＝(C₄₄ξ²+θ)(C₁₁ξ²+θ)；

其中θ为中间计算参数，θ＝ρs²/E_v∞；ξ以及s分别为Hankel积分变换以及Laplace积分变换系数，积分变换后，时间t变成了s；C₁₁，C₁₂，C₁₃，C₃₃，C₄₄为轴对称问题中表征路基材料横观各向同性特征的参数；C₁₁＝kn_e(1-n_eμ_v)，C₁₃＝kn_eμ_v(1+μ_h)，C₄₄＝0.5(1+μ_v)^-1；k表示中间变量。

3.根据权利要求2所述一种考虑模量非线性分布的路基表面位移响应确定方法，其特征在于，所述步骤S2中，边界条件参数A₁,A₂,A₃,A₄具体按照以下方法确定：

为荷载p(r,t)进行Hankel-Laplace变换后的结果，Ψ_1i、Ψ_2i、Ψ_3i、Ψ_4i为中间计算参数，表示z方向位移分量的无穷级数中对应m_i的第n项级数的系数。