通过路面结构层回弹模量及非线性应力应变模型参数的反算,了解路面结构层的受力特性是路面承载能力评价的关键。有关这方面的研究,国际上已有二十余年的历史,并且现在仍然是一个活跃的领域,许多有关软件己在工程中得到日益广泛的应用。现有的反算理论大多建立在弹性层状体系和拟静力分析方法的基础之上,忽略了路面材料应力应变非线性特性。因此,选用合理的应力应变非线性模型对路面结构进行非线性反算是该领域必然发展方向。基于FWD弯沉检测基础上的模量反算开展的比较多,所采用的优化算法也比较广泛,例如:神经网络技术,遗传算法,模拟退火算法等等,研究比较深入;但是,基于承载板试验的非线性荷载的反算则相对较少,至今未见有公开成果发表。 本文分析的主要原理:首先根据经验,初估路面结构层应力应变非线性参数,利用计算机程序模拟承载板试验测回弹弯沉的过程,通过现场实测的弯沉数据来检核该模拟过程的真实性,设定目标函数,选定适当的优化反算方法,当目标函数不满足时,即利用该优化反算方法调整本构模型参数,使得模型能够逐步向真实解逼近,当目标函数得到满足时,则认为此时反算得到的路面结构层的应力、应变、位移场为真实的应力、应变、位移场,所推算得到的非线性应力应变模型为真实的路面结构层应力应变模型。从而,可以根据这个非线性本构模型进行非线性力学数值分析,得到整个结构层的模量和应力、应变、位移分布状况。 本文的难点之一在于该模拟过程的收敛性,为此,笔者引入改进的非线性最小二乘法作为优化反算方法,并针对本文问题进行了修正,极大地提高了收敛速度。同时,计算量大、误差累积也是进行非线性模型参数反算过程中常见的问题,为此,文中笔者引入了一些提高精度及加速迭代的手段,收到良好效果。 本文最后结合工程实际,进行了案例分析,分析的结果表明,本文的计算机程序模拟过程是真实可行的,计算数据能够满足工程的实际需要,可以为实际工程提供参考。