基于实体单元的弯沉盆面积指数法改进

作者：程国勇; 王肖江; 廖梦羽

来源：公路交通科技, 2019, 36(04): 15-20.

• 道路工程
• 弯沉盆面积指数法
• 实体单元
• 远端传感器
• 分析误差

由于传感器的布置方式与采用数量的多样性导致了国内外弯沉盆面积指数法存在多种计算形式,目前民航规范对这些分析公式并没有具体的适用性及可靠性描述。为反映机场道面板实际变形情况,基于弹性地基板理论采用实体单元的有限元分析结果为依据,通过120种工况对比分析了国内外常见的5种弯沉盆面积指数法的分析误差,分析结果表明:采用远端传感器构造弯沉盆面积指数的国外两种方法(USFA、SHRP 5-outer)分析误差较小,其分析误差范围分别为1.01%～31.48%,15.05%～31.09%;采用近端传感器构造弯沉盆面积指数的国外两种方法(SHRP 4-in、SHRP 7-in)分析误差较大,其分析误差范围分别为-56.14%～-10.27%,23.56%～104.71%,中国民航规范公式最为精确,其分析误差范围为-22.99%～31.51%。通过分析各方法传感器布置形式与数量,结合105种工况下的有限元分析进行数值拟合,构造出了精确的回归公式,最终提出采用6远端传感器方案的弯沉盆面积指数法。对比5种国际方法,新公式在数值模拟中精确度更高,在实际评估应用中更准确安全。通过有限元分析新公式误差可限制在-25.51%～0.15%,对于厚度为20～45 cm的道面板适用性较好。

• 单位
  中国民航大学; 南开大学