基于沥青路面结构可靠性分析及其有限元模拟

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:S20041201硕士学位论文（题目：沥青路面结构可靠性分析及其有限元模拟英文题目：TheReliabilityAnalysisAndTheFiniteElementSimulationofAsphaltPavementStructure研究生：焦同战学科专业：岩土工程指导教师：宋云连教授二○○七年五月摘要沥青路面设计方法虽然由定值法向概率法转变，沥青路面结构设计质量已有很大提高，但是规范中关于设计参数的选取，仍就是定值选取，实际上路面结构是受到很多随机因素的影响，这将导致设计结果与路面的实际工作状态存在很大差异。本文以弯沉为控

2、制指标建立功能函数，考虑沥青路面结构设计中采用的交通参数、结构参数、几何参数的随机性，在其相互独立的情况下，当各类参数分别在其各自均值附近微小扰动时，通过摄动理论和可靠性理论的结合，对沥青路面结构可靠指标的影响进行了分析，并找出了对可靠指标影响比较敏感的随机参数。在广义空间内，找出对可靠指标影响比较敏感的相关系数。最后，利用Matlab程序，结合ANSYS有限元分析软件，编制了三层弹性体系沥青路面结构可靠度分析通用程序，该程序可以采用蒙特卡洛(MonteCarlo)法计算沥青路面结构的可靠指标。文中通过计算得到以下几个结论：1、随机参数间相互独立时，在常温情况下，载荷和

3、基层厚度对沥青路面结构可靠指标的影响比较大，其次是面层厚度、土基弹性模量。在高温状态下，沥青路面结构可靠指标受温度影响最大。2、考虑随机参数之间的相关性时，其中面层、基层和土基弹性模量间相关系数对沥青路面结构可靠指标的影响较大。说明部分参数间的相关性对沥青路面结构可靠性的影响是不容忽视的。3、利用本文所编有限元通用程序，分析沥青路面结构可靠性，得出的结论与理论分析的结论是一致的。说明本文方法是合理的，可以在沥青路面结构分析中推广运用。关键词：沥青路面；结构可靠度；随机参数；摄动理论；有限元法AbstractThedesignqualityofasphaltpavemen

4、thasimprovedgreatly,foritsdesignmethodhasbeenchangedtoprobabilitymethodfromdefinitemethod.Butthechooseofdesignparameterincriterionisalsoondefinitetheory,sothedifferentofactionconditionbetweendesignedpavementstructureandvirtualpavementstructureisgreater,becausemanyrandomfactorsaffectvirtu

5、alpavementstructure.Functionofdeflectioncontrolindexisestablished.Randomperturbationtheoryandreliabilitytheoryareusedtoanalyzetheeffectofrandomparameterstoasphaltpavementstructurereliabilityindex,consideringmutualindependentrandomvariables.Theserandomparameters,whichfluctuatearoundtheirm

6、eansvalue,aretrafficparameter,structuralparameterandgeometricparameter.Themoresensitivecorrelationcoefficientsarefoundoutatcorrelationconditioningeneralstochasticspace.Atlast,asphaltpavementstructurereliabilityindexcanbecomputedbyusingself-programming,inwhichtheMonteCarlomethodandANSYSso

7、ftwarearebothapplied.Resultsareasfollows:1.Thesensitivityofasphaltpavementstructurereliabilityindextoload,roadbasethickness，thicknessofsurfaceandfoundationelasticmodulusisgreaterundernormaltemperaturecondition.Thesensitivitytotemperatureisgreatestunderthehightemperatureco