Обратный расчет модулей упругости элементов слоистых сред на основе анализа динамического деформирования (на примере автомобильных дорог)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Статья посвящена совершенствованию метода обратного расчета модулей упругости слоев дорожных одежд автомобильных дорог в динамической постановке, предполагающего анализ характеристик деформирования во временной области. Для решения этой проблемы математическая модель слоистого полупространства адаптирована к вычислению амплитудно-временных характеристик деформирования на поверхности слоистой среды и построению соответствующих им чаш максимальных значений вертикальных перемещений. Выполнена корректировка расчетных значений вертикальных перемещений относительно зарегистрированных экспериментальных перемещений в полевых условиях. Продемонстрировано соответствие между итоговыми значениями максимальных вертикальных перемещений, амплитудно-временных характеристик на поверхности слоистой среды и формами и площадями динамических петель гистерезиса на поверхности исследуемой среды, достигнутое при корректировке расчетных характеристик относительно экспериментальных. Впервые при решении задачи определения механических параметров слоистой среды в качестве одного из параметров, их характеризующих, предложено рассматривать динамические петли гистерезиса и соответствие их расчетных и экспериментальных площадей как критерий адекватности достигнутого результата.

Об авторах

А. Н. Тиратурян

Донской государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: tiraturjan@list.ru
Россия, 344000, Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1

Список литературы

  1. Ватульян А.О. Коэффициентные обратные задачи термомеханики. Ростов-на-Дону, Таганрог: Южный федеральный университет, 2022. 178 с.
  2. Ватульян А.О. К теории обратных задач в линейной механике деформируемого тела //Прикладная математика и механика. 2010. Т. 74. № 6. С. 909—916.
  3. Ватульян А.О., Гукасян Л.С., Недин Р.Д. О задаче Коши в теории коэффициентных обратных задач для упругих тел // Владикавказский математический журнал. 2016. Т. 18. № 2. С. 31—40.
  4. Wu C. Asphalt pavement modulus backcalculation using surface deflections under moving loads // Computer — Aided Civil and Infrastructure Engineering. 2020. V. 35. No. 11. P. 1246—1260.
  5. Nakhaei M., Timm D.H. A new methodology to improve backcalculation of flexible pavements with stabilized foundations // Construction and Building Materials. 2023. V. 368. P. 130405.
  6. Elbagalati O., Mousa M., Elseifi M.A., Gaspard K., Zhang Z. Development of a methodology to backcalculate pavement layer moduli using the traffic speed deflectometer // Canadian Journal of Civil Engineering. 2018. V. 45. No. 5. P. 377—385.
  7. Chou Y.J., Lytton R.L. Accuracy and consistency of backcalculated pavement layer moduli // Transportation research record. 1991. V. 1293. P. 72—85.
  8. Harichandran R.S. Modified Newton algorithm for backcalculation of pavement layer properties // Transportation Research Record. 1993. V. 1384. P. 15.
  9. Bayrak M.B., Guclu A., Ceylan H. Rapid pavement backcalculation technique for evaluating flexible pavement systems // Proceedings of the Mid Continent Transportation Research Symposium, Iowa. 2005. С. 319—326.
  10. Guzina B.B., Osburn R.H. Effective tool for enhancing elastostatic pavement diagnosis // Transportation Research Record. 2002. V. 1806. No. 1. P. 30—37.
  11. Fu G. Xue C., Zhao Y., Cao D., Alae M. Accuracy evaluation of statically backcalculated layer properties of asphalt pavements from falling weight deflectometer data // Canadian Journal of Civil Engineering. 2020. V. 47. No. 3. P. 317—325.
  12. Lee Y.H., Ker H.W., Lin C.H., Wu P.H. Study of backcalculated pavement layer moduli from the LTPP database // Journal of Applied Science and Engineering. 2010. V. 13. No. 2. P. 145—156.
  13. Sampei T., Matsui K., Inoue T. Comparative Study on Methods of Backcalculation for Pavement Structure // Doboku Gakkai Ronbunshu. 1992. V. 1992. No. 442. P. 237—240.
  14. Gopalakrishnan K., Papadopoulos H. Reliable pavement backcalculation with confidence estimation // Scientia Iranica. 2011. V. 18. No. 6. P. 1214—1221.
  15. Stubstad R.N., Jiang Y.J., Lukanen E.O. Review of the long-term pavement performance backcalculation results. United States. Federal Highway Administration. Office of Infrastructure Research and Development, 2006. № HRT-05-150.
  16. Chatti K. Enhanced analysis of falling weight deflectometer data for use with mechanistic-empirical flexible pavement design and analysis and recommendations for improvements to falling weight deflectometers. Turner-Fairbank Highway Research Center, 2017. № FHWA-HRT-15-063.
  17. Flores J.M., Lee H.J., Elipse C., Lee W., Kim K., Baek J. Dynamic backcalculation approach of deflections obtained from the rolling dynamic deflectometer: Fundamental theory // Journal of Transportation Engineering. Part B: Pavements. 2021. V. 147. No. 1. P. 04020089.
  18. Wang Y., Zhao Y., Zhang M., Fu G. Influence of bedrock on the dynamic deflection response and dynamic back-calculation results of asphalt pavement: Insights from the numerical simulation of falling weight deflectometer tests // Construction and Building Materials. 2022. V. 330. P. 127252.
  19. Chatti K., Kutay M. E., Lajnef N., Zaabar I., Varma S., Lee H. Enhanced analysis of falling weight deflectometer data for use with mechanistic-empirical flexible pavement design and analysis and recommendations for improvements to falling weight deflectometers. Turner-Fairbank Highway Research Center, 2017. № FHWA-HRT-15-063.
  20. Nasr C. Development of Seed Variables Prediction Models for Use in Dynamic Backcalculation of FWD Data: Lebanese American University, 2022.
  21. Madsen S.S., Levenberg E. Dynamic backcalculation with different load-time histories // Road Materials and Pavement Design. 2018. V. 19. No. 6. P. 1314—1333.
  22. Beskopylny A., Lyapin A., Andreev V. Layered structures mechanical properties assessment by dynamic tests // MATEC Web of Conferences. EDP Sciences. 2017. V. 117. P. 00018.
  23. Тиратурян А.Н., Ляпин А.А., Углова Е.В. Совершенствование неразрушающего метода определения механических характеристик элементов многослойных конструкций на примере дорожных одежд // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2023. № 1. С. 56—65. doi: 10.15593/perm.mech/2023.1.06
  24. Бабешко В.А., Глушков Е.В., Зинченко Ж.Ф. Динамика неоднородных линейно-упругих сред. М.: Наука, 1989. 343 с.
  25. Бочкарев А.В., Землянухин А.И. Обратное вычисление послойных модулей упругости дорожных одежд // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2022. № 3 (94). С. 5—18.
  26. Бочкарев А.В. Анализ надежности обратного расчета упругих параметров дорожных одежд //Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. 2022. №. 3 (33). С. 5.
  27. Тиратурян А.Н., Углова Е.В., Ляпин А.А. Энергетический метод определения остаточного ресурса нежестких дорожных одежд на стадии эксплуатации // Дефектоскопия. 2020. № 10. С. 71—80. doi: 10.31857/S0130308220100073

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024