季节冻土区车-路耦合作用下路面动力响应数值模拟研究

张锋; 冯德成; 凌贤长

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季节冻土区车-路耦合作用下路面动力响应数值模拟研究

首发时间：2010-11-12

张锋 ^{1
2
3}
张锋(1981－ )，男，博士研究生，主要研究方向：冻土路基动力学
冯德成 ^{1
2}
冯德成，教授，主要研究方向：路面材料与结构，复杂环境的路基稳定技术，水泥混凝土路面设计原理与方法
凌贤长 ^{1
3}

1、哈尔滨工业大学路基与防护工程研究所
2、哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
3、哈尔滨工业大学土木工程学院

摘要：针对季节冻土区冻融循环后路基强度分层的特点，将路基分为路基冻融层和路基未冻融层。以七自由度双轴重载汽车为例，基于D’Alembert原理，建立季节冻土区车辆－路面－路基体系耦合动力学数值模型，并以我国B级路面不平度为激励，采用Wilson-θ法对其动力系统方程进行求解。数值仿真结果表明，轮胎接地动力放大系数(DLC)前轴大于后轴，且路基冻融层刚度对其影响甚微；随着路基刚度由40 MPa降至20 MPa，路面振动平均位移峰值增加31%，路面振动平均加速度峰值增加5%。而且，所建立的车－路耦合模型为进一步研究季节冻土区车辆荷载作用下路基、路面动力响应奠定基础。

关键词：车－路耦合作用数值模拟路面振动响应季节冻土区

For information in English, please click here

Numerical simulation of pavement dynamic response induced by interaction of vehicle-road system in seasonally frozen region

Zhang Feng ^{1
2
3}
张锋(1981－ )，男，博士研究生，主要研究方向：冻土路基动力学
Feng Decheng ^{1
2}
冯德成，教授，主要研究方向：路面材料与结构，复杂环境的路基稳定技术，水泥混凝土路面设计原理与方法
Ling Xianzhang ^{1
3}

1、Institute of Subgrade and Protection Engineering, Harbin Institute of Technology
2、 School of Transportation Science and Engineering, Harbin Institute of Technolog
3、 School of Civil Engineering, Harbin Institute of Technology

Abstract：According to the stratification characteristic of the subgrade stiffness induced by the seasonal freezing and thawing in seasonally frozen region, the subgrade was divided into the frozen-thawed subgrade and unfrozen-thawn subgrade. The coupled dynamic model of the vehicle-pavement-subgrade system was developed based on the D’Alembert principle, and a two-axle truck with seven freedom degree was taken as an example. Incited by the level B road displacement irregularity, the equation was solved using the Wilson-θ Method. Numerical simulation results show that, for Dynamic Load Coefficient (DLC) of tire contacting the pavement, the front axle is greater than the rear one, and the thawed subgrade stiffness plays a little role in DLC of tires. With the decreasing of the thawed subgrade stiffness from 40 to 20 MPa, the mean dynamic displacement peak increased by 31%, and the mean dynamic acceleration peak increased by 5%. Additionally, the developed interaction of vehicle-road system model provides the foundation for the dynamical response of pavement and subgrade induced by the vehicle in seasonally frozen region.

Keywords： interaction of vehicle-road system numerical simulation pavement dynamic response the seasonally frozen region

基金：

1. 高等学校博士学科点专项科研基金（20092302110053）

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张锋，冯德成，凌贤长. 季节冻土区车-路耦合作用下路面动力响应数值模拟研究[EB/OL]. 北京：中国科技论文在线 [2010-11-12]. https://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/201011-303.

No.4390493222691288****

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论文编号	201011-303
论文题目	季节冻土区车-路耦合作用下路面动力响应数值模拟研究
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