Пространственное напряженно-деформированное состояние дорожных конструкций при динамическом нагружении

• Автор: Медведева, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 170 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ДОРОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ

1.1. Пространственное напряженное состояние при

Л динамическом нагружении постановка задачи

1.2. Частные случаи.

1.2.1. Плоское напряженное состояние

1.2.2. Напряженное состояние многослойного полупространства фунта

1.3. Принцип суперпозиции при решении задачи о пространственном напряженном состоянии дорожного покрытия

Ф 1.4. Решение вспомогательных задач для подобластей.

1.5. Решение вспомогательной задачи для полупространства

фунта.
Глава 2. РАСЧЕТ ПРОСТРАНСТВЕННОГО НДС СИСТЕМЫ ДОРОЖНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ГРУНТ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
2.1. Алгоритм сведения задачи к системе интегрофункциональных уравнений для изолированной полосы.
2.2. Пространственное напряженное состояние дорожного
покрытия, жестко сцепленного с однородным полупространством грунтом.
2.3. Свойства операторов системы интегрофункциональных уравнений.
2.4. Решение системы интефофункциональных уравнений случай одной полосы.

2.5. Алгоритм решения пространственной краевой задачи в общем случае.
2.6. Особенности практической реализации методики на
Глава 3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЧИСЛЕННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА.
3.1. Основные особенности пространственного НДС дорожной конструкции при динамическом нагружении
3.2. Упрощенные модели и их возможности
3.3. Особенности генерации волновых полей в грунте движущимися поверхностными нагрузками
3.3.1. Плоское напряженнодеформированное
состояние
3.3.2. Пространственное напряженнодеформированное состояние.
3.3.3. Некоторые особенности распределения полей смещения от движущейся нагрузки.
3.4. Сопоставление теории с экспериментом
3.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Для случаев плоской и пространственной постановки задачи подробно описано построение асимптотических представлений контурных интегралов с применением методов стационарной фазы. Полученные выражения использованы далее для расчета амплитудных характеристик внутренних волн в среде, удаленной от источника колебаний. В качестве примера построены и исследованы характерные графики диаграмм направленности излучения по типу внутренних волн в продольном сечении при различных скоростях движения нагрузки. В четвертом пункте третьей главы сопоставляются расчеты с экспериментом. Приведены примеры ЛЧХ и амплитудно-временных характеристик (ЛВХ) и показано, что основные качественные характеристики расчетный АЧХ во всех случаях хорошо коррелируют с данными эксперимента. В заключении кратко сформулированы основные новые результаты, полученные лично автором. В приложение вынесены тексты программ, реализующих разработанные методы и алгоритмы. Обоснованным и корректным применением математических методов исследования модельных задач при получении аналитических и численных решений. Сопоставлением результатов расчета для частных и предельных случаев с полученными другими методами. Сопоставлением ряда расчетных характеристик с данными натурного эксперимента. Глава 1. НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ДОРОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ. Исследование основных динамических эффектов напряженно -деформированного состояния (НДС) элементов системы “дорожная конструкция - грунт” может быть основано на решении соответствующей задачи строительной механики. Например, для относительно тонких слоев (толщина слоя много меньше длины волны) возможно использование определяющих соотношений теории пластин. Тем не менее, для решения задачи о возможности возникновения толщинных резонансов в слоистой структуре, модель, основанная на использовании указанных соотношений, оказывается несостоятельной. Некорректно использование этой модели и при анализе нестационарных процессов в элементах системы, так как они связаны, как правило, с достаточно широкополосным частотным спектром. Поэтому целесообразно и важно построить решение задачи строительной механики, в основе которой используются трехмерные соотношения теории упругости и вязкоупругости. Основной целью разработки модели системы является исследование всех основных механических эффектов, в том числе возможного возникновения резонансных режимов, краевых эффектов, волноводных эффектов в слоях системы и т. Деформация всех элементов системы описывается уравнениями динамической теории упругости или вязкоупругости в пространственной постановке. На верхнюю грань конструкции в некоторой области С1 действует осциллирующая нагрузка, движущаяся вдоль нее равномерно и прямолинейно с заданной скоростью У0. Остановимся подробнее на ч# обсуждении вопросов постановки и построения решения этой задачи. Пространственное напряженное состояние при динамическом нагружении (постановка задачи). Ь,0]иуе[-а,а]и2е(-оо,оо) и слоистое полупространство - х €[0;со)иуе(-со;оо)и2€(-оо;со). В общем случае дорожная конструкция и грунт (полоса и полупространство) состоят из плоскопараллельных изотропных слоев. Ламе - А^0,|^0, плотностью - р^. Таким образом, упругие характеристики в рассматриваемой слоистой среде кусочно - непрерывны по координате х. Вязкость среды учитывается заданием тангенса угла потерь на каждой моногармонической частоте колебаний (в общем случае тангенс угла потерь есть частотно зависимая величина, определяемая декрементом затухания материала). На границах раздела слоев заданы условия жесткого сцепления - равенство компонент векторов перемещения и напряжения контактирующих слоев вдоль границы раздела. Все остальные плоские участки границы области свободны от усилий: у,гёО: стх = тху =тхг =0. При отсутствии вязкости на бесконечности заданы условия излучения энергии упругих волн, для корректного выполнения которых использован принцип предельного поглощения [,,,,]. Gx,Txy,Txzj- вектор напряжений в плоскости х = const, }- вектор напряжений в плоскости у = const.