迭代法的研究成果較為豐富,代表性的軟件有MODCOMP2,BISDEF,CHEVDEF等。迭代法的基本過程為:(1)輸入已知的路面各層厚度、泊松比及荷載值;(2)假定一組模量初試值;(3)應用路面力學模型計算相應于FWD傳感器位置各點的彎沉;(4)比較計算結果與試驗結果之間的誤差;(5)調整各層模量值;(6)重復(3)、(4)、(5),直至計算結果與試驗結果之間的誤差達到最小。
迭代法的關鍵在于如何保證計算過程中的穩定性。現有研究成果大多對初始值的選取要求非常苛刻。初始值選取不當將使計算過程不收斂,或者對不同的初始值有不同的收斂結果,其根本原因在于未能有效的處理反算方程的“病態”問題。為此,美國戰略性公路研究計劃路面長期使用性能研究采用數據庫法(MODULUS軟件)作為FWD數據分析的基本方法。
三、系統識別反分析方法
識別系統的目的是根據系統的輸入和輸出來確定系統的特性。較直觀的方法是建立一個數學模型來模擬未知系統,然后修改模型使其與實際系統之間的誤差在某種意義上得到最小。常用的誤差極小化是在相同輸入條件下使模型與系統的輸出誤差達到最小。根據這一識別過程可建立路面結構反分析方法:(1)利用FWD檢測系統對路面進行現場非破壞性試驗,觀測路面結構在已知荷載作用下的變形(彎沉盆);(2)應用路面力學模型,計算在相同荷載作用下路面的變形(正分析);(3)建立模型修改算法,逐步調整模型參數,使計算與觀測結果之間的誤差達到最小。
由此可見,系統識別反分析不僅要求試驗數據準確,理論模型合理,而且需要具有較好的穩定性和收斂性的參數改算法。
四、結束語
(1)路面無損檢測與評價技術在公路建設與管理中具有重大應用價值和顯著的經濟和
社會效益。在工程檢測方面,應用快速、無破損檢測技術和路面力學反演方法,能夠及時準確的分析路面結構各層強度,從而防止因材料強度不足而造成的質量隱患,從根本上避免路面過早破壞;在養護決策方面,對路網進行定期檢測和結構性能評價,可以科學的制定養護方案,合理的分配養護資金;在道路改造方面,準確的檢測和評價待改造路段的剩余強度,可以實現路面補強優化設計。
(2)路面無損檢測與評價技術的研究涉及許多學科分支:在學術上以路面力學反問題等現代力學理論為基礎;在技術上涉及自動化檢測、信息處理、計算機輔助工程等高新技術;在應用上密切結合工程實踐。因此,它是一個綜合性很強的科研方向,要求理論研究、技術開發和工程應用密切結合。
(3)本方法在國際上發展很快,在理論研究、設備研制和軟件開發等方面都取得了較豐富的成果。由于我國高等級公路建設正處于迅速發展時期,加快開發先進、高效的路面檢測技術和配套、實用的路面評價系統已成為當務之急。
參考
文獻
[1]熊煥榮.落錘式彎沉儀(FWD)在柔性路面強度評定中的應用.
公路交通科技.1992,9(1).
[2]梁新政.柔性路面結構層應力非線性反演研究.大連理工大學
博士論文.2000年7月
[3]河南道路檢測工程技術研究中心.高等級公路無損檢測與CAE技術研究(國家"八五"重點科技攻關項目)
[4]王復明等.路面無損檢測與評價技術的研究與應用.<<
中國科學基金>>1998年12卷02期
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