[發明專利]軟土路基沉降數值模擬方法、裝置、設備及可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202010763957.7
• 申請日: 2020-08-01
• 公開（公告）號: CN111950055A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 付棟;張海;朱藝清;蔡劍韜
• 申請（專利權）人: 上海地礦工程勘察有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F111/10
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本發明涉及一種軟土路基沉降數值模擬方法、裝置、設備及可讀存儲介質，屬于道路工程計算機輔助設計技術領域，其中，所述方法包括：將車輛動荷載作用簡化為半波正弦荷載形式；基于FLAC^3D建立土體的數值計算模型，其中，土體的加載面采用摩爾?庫倫彈塑性模型進行描述，土體的屈服面采用修正劍橋模型進行描述；設置所述數值計算模型的邊界條件；通過對所述數值計算模型施加循環的所述車輛動荷載作用進行軟土路基沉降情況的數值模擬，得到數值模擬結果。本發明能夠在車輛動荷載作用下，對軟土路基沉降的影響因素進行準確地數值模擬并得出其影響規律。

技術領域

本發明涉及道路工程計算機輔助設計技術領域，尤其是涉及一種軟土路基沉降數值模擬方法、裝置、設備及可讀存儲介質。

背景技術

隨著國民經濟的快速增長，人民生活水平日益提高，對交通的需求也越來越大。各地交通發展日益迅速，然而受地理條件的限制，許多工程不得不建在深厚的軟土路基上，如機場、公路、高速公路和鐵路等。但是對于軟土路基來說，其含水量高，承載力低，所以路基在承受車輛動荷載作用后變形大，從而導致軟土路基沉降，在人口密集、交通量大的地區，交通荷載對軟土路基的沉降影響尤為明顯。

目前，還沒有能在車輛動荷載作用下，對軟土路基沉降的影響因素進行準確地數值模擬并得出其影響規律的方法。因此，亟需提供一種可以對影響軟土路基沉降的因素進行準確地數值模擬并得出其影響規律的方法。

發明內容

本發明目的一是提供一種軟土路基沉降數值模擬方法，能夠在車輛動荷載作用下，對軟土路基沉降的影響因素進行準確地數值模擬并得出其影響規律。

本發明的上述發明目的一是通過以下技術方案得以實現的：

將車輛動荷載作用簡化為半波正弦荷載形式；

基于FLAC^3D建立土體的數值計算模型，其中，土體的加載面采用摩爾-庫倫彈塑性模型進行描述，土體的屈服面采用修正劍橋模型進行描述；

設置所述數值計算模型的邊界條件；

通過對所述數值計算模型施加循環的所述車輛動荷載作用進行軟土路基沉降情況的數值模擬，得到數值模擬結果。

通過采用上述技術方案，通過將車輛動荷載簡化為半波正弦的集中荷載以及改進土體摩爾-庫倫彈塑性本構模型，建立循環的車輛動荷載作用下軟土路基的有限元模型，能夠準確地對在車輛動荷載作用下影響軟土路基沉降的因素以及規律進行數值模擬，便于對軟土路基沉降進行預防和改善，從而減少軟土路基沉降造成的生命危害和財產損失。

本發明在一較佳示例中可以進一步配置為：所述將車輛動荷載作用簡化為半波正弦荷載形式，包括：

計算荷載作用周期，公式如下：

T＝12R/V，

其中，T為所述荷載作用周期；R為輪胎接觸面積半徑；V為行車速度；

計算附加動荷載，公式如下：

q(t)＝q_maxsin²(πt/T)，

其中，q(t)為所述附加動荷載；q_max為車輛荷載附加荷載的幅值；t為動力計算時間；

計算車輛動荷載作用，公式如下：

F(t)＝p+q(t)，

其中，F(t)為所述車輛動荷載作用；p為汽車靜載。

通過采用上述技術方案，對因路面不平整以及車輛本身振動效應等因素呈現波動形式的車輛動荷載作用進行簡化，便于后續的模型計算。