LWD荷载下双层体系动力响应及模量反算研究

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1、学校代号10532学号S150100194分类号U416.2密级公开硕士学位论文LWD荷载下双层体系动力响应及模量反算研究学位申请人姓名高素云培养单位土木工程学院导师姓名及职称颜可珍教授学科专业交通运输工程研究方向路基路面工程论文提交日期2018年5月25日学校代号：10532学号：S150100194密级：公开湖南大学硕士学位论文LWD荷载下双层体系动力响应及模量反算研究学位申请人姓名：高素云导师姓名及职称：颜可珍教授培养单位：土木工程学院专业名称：交通运输工程论文提交日期：2018年5月25日论文答辩日期：2018年5月28日答辩委员会主席：黄立葵教授StudyonDynamicResp

2、onseandModulusBack-calculationofTwo-layerSystemSubjectedtoLWDLoadbyGAOSuyunB.E.(HunanCityUniversity)2015AThesisSubmittedinPartialSatisfactionoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceinTransportationEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorYANKezhenMay,2018LW

3、D荷载下双层体系动力响应及模量反算研究摘要轻型落锤弯沉仪（LightweightDeflectometer，LWD）作为一种便携式路基路面承载能力的快速无损检测设备，得到了广泛应用。与已有的检测方法相比，LWD携带简便，操作简单，结果可靠，能实时检测弯沉值及动弹性模量，有效地进行路基路面施工质量控制。目前国内外对LWD用于单层体系已从理论和试验方面进行了诸多研究，尤其在路基压实质量控制和均匀性评价中得到了广泛应用。相比于传统的LWD只能利用中心传感器测得的弯沉评价路基压实度和复合模量，带径向传感器的LWD能更为准确地反映双层乃至多层体系待测层的力学参数信息，国内外对该方面的研究尚不充分，因此

4、，为了便于LWD应用于双层体系的检测，有必要对LWD荷载下双层体系的动响应进行分析，并结合力学响应结果进行模量反算得出各结构层的模量。本文研究主要包括以下两个方面：（1）采用ABAQUS软件建立了双层体系二维有限元模型，通过改变结构层参数以及接触应力分布形式，研究了不同组合形式的“上硬下软”双层体系的弯沉、基层底部应力应变，土基顶部应力应变动响应特征，得到了LWD的影响深度为2.0-2.5倍承载板直径，通过正交试验方法进行参数敏感性分析得到了各力学指标的主要影响因素；分析了基层和土基分别为横观各向同性时双层体系的力学响应规律，结果表明，考虑横观各向同性特征的结构设计和分析更为安全。（2）采用

5、有限元计算了1210组LWD荷载下不同基层厚度和结构层模量组合的弯沉盆数据，建立了用于反算的数据库。采用MATLAB神经网络工具箱，构建了土基、基层模量的BP神经网络反演模型，计算并分析了反演结果的相关度和误差。12组现场实测LWD弯沉盆数据的仿真结果表明，本文建立的神经网络模型能较好地反算双层体系基层、土基模量，反算结果均方误差在工程容许误差范围之内，同时与等效厚度法的对比结果也验证了BP神经网络反算法的可靠性。关键词：LWD荷载；双层体系；动力响应；BP神经网络；模量反算II硕士学位论文AbstractThelightweightdeflectometer(LWD)isaportable

6、non-destructivedeviceusedtorapidlyassessthebearingcapacityofpavementstructurelayerandhasslowlygainedincreasedacceptanceandpopularity.Comparedtoexistedtestmethods,LWDsaremoreportableandeasy-operatedwithreliabletestresults,whichofferinsitudeflectionsandelasticmodulusoflayeredsoilsystemtomeetthepurpos

7、eofqualitycontrol/qualityassurance(QC/QA)inearthworkconstruction.LotsofachievementshavebeenmadeintheresearchofLWDapplyingtoonelayersystemfromaspectoftheoryandexperiment,especiallywidelyusedintheevaluationof