道路工程有限元实例

欢迎大家道路工程有限元有限元实例01

边坡稳定性分析3对该边坡进行稳定性计算分析，判断其稳定性、计算安全系数。边坡的尺寸如图所示。该边坡围岩的材料性质见下表。边坡围岩1弹塑性材料边坡围岩2弹性材料类别弹性模量（GPA）泊松比μ容重（kN/m3）内聚力(MPa)摩擦角α（°）围岩1300.2525000.942围岩2310.242700————1.1边坡基本参数451-21-11-11-21.1边坡基本参数6F11.21.41.61.82Cohesion9.00E+057.50E+056.43E+055.63E+055.00E+054.50E+05Fric

Angle42.0035.0030.0026.2523.3321.00F2.22.42.62.83Cohesion4.09E+053.75E+053.46E+053.21E+053.00E+05Fric

Angle19.0917.5016.1515.0014.00不同折减系数对应的内聚力及内摩阻角：1.1边坡基本参数1.2网格划分及边界条件71.2结果及分析8F=1.0变形图及X方向上位移云图1.2结果及分析9F=3.0求解不收敛过程图02路面结构疲劳分析102.1路面结构基本参数11序号结构层材料类型厚度/cm弹性模量/MPa泊松比1上面层细粒式沥青混凝土H1=4E1=12000.352中/下面层高模量沥青混凝土H2=14E2=18000.353基层水泥稳定碎石H3=36E3=15000.24底基层低剂量水泥稳定碎石H4=16E4=9000.25土基E0=600.452.2基本假设对进行路面结构的有限元计算时，对边界、荷载等作了适当简化；假设各层都由均质、弹性、各向同性材料组成，各层之间的接触面为层间完全连续，其上位移完全连续；路面结构不存在裂缝。12132.3行车荷载计算行车荷载采用标准双轮轴载100kN，胎压为0.707MPa。为方便计算，将轮胎接触面简化为矩形。142.4建模及计算本文路面结构在水平方向和深度方向取其有限尺寸(10m×10m)，应用三维实体单元进行离散处理行车荷载位于有限尺寸结构中心152.4建模及计算探讨高模量结构层模量与路面结构拉应力之间的关系模量为1200MPa时，最大拉应力分布云图以及沿深度最大拉应力分布最大拉应力分布云图沿深度最大拉应力分布图162.4建模及计算探讨高模量结构层模量与路面结构拉应力之间的关系模量为1400MPa时，最大拉应力分布云图以及沿深度最大拉应力分布最大拉应力分布云图沿深度最大拉应力分布图172.4建模及计算探讨高模量结构层模量与路面结构拉应力之间的关系模量为1600MPa及1800MPa时，沿深度最大拉应力分布图1600MPa时沿深度最大拉应力分布图1800MPa时沿深度最大拉应力分布图182.4建模及计算探讨高模量结构层模量与路面结构拉应力之间的关系模量为2000MPa及2200MPa时，沿深度最大拉应力分布图2000MPa时沿深度最大拉应力分布图2200MPa时沿深度最大拉应力分布图192.4建模及计算探讨高模量结构层模量与路面结构拉应力之间的关系模量为2400MPa时，最大拉应力分布云图以及沿深度最大拉应力分布最大拉应力分布云图沿深度最大拉应力分布图202.5分析及结论不同模量层的沿深度的最大拉应力分布情况路面结构基层底部取得最大拉应力随着模量的增加，层底拉应力逐渐减小，模量每增加200MPa，最大层底拉应力减少200Pa随着模量的增加，面层底部应力由受压向受拉过渡212.5分析及结论高模量层结构模量与路面结构疲劳寿命的关系疲劳寿命采用由同济大学在沥青混合料动态性能参数标准总报告中提出的疲劳方程进行计算。现行的沥青路面设计规范给出了不同基层、垫层材料对应的基层疲劳寿命方程。该设计基层材料均选用稳定土类，对应的疲劳寿命可由层底面弯拉应力计算得到：为标准轴载作用次数为层底拉应力为层底弯拉应力222.5分析及结论高模量层结构模量与路面结构疲劳寿命的关系模量(MPa)1200140016001800200022002400拉应力（Pa）-33389-25420-17798-10454-3341.53570.910306疲劳寿命(次)模量(MPa)1200140016001800200022002400拉应力（Pa）48420480944781947581473704718047006疲劳寿命(次)1.225e81.260e81.291e81.318e81.343e81.365e81.386e8H=0.18m（面层层底）H=