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(yīng)用路面力學模型計算相應(yīng)于FWD傳感器位置各點的彎沉;(4)比較計算結(jié)果與試驗結(jié)果之間的誤差;(5)調(diào)整各層模量值;(6)重復(3)、(4)、(5),直至計算結(jié)果與試驗結(jié)果之間的誤差達到最小。
迭代法的關(guān)鍵在于如何保證計算過程中的穩(wěn)定性。現(xiàn)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(jié)果,其根本原因在于未能有效的處理反算方程的“病態(tài)”問題。為此,美國戰(zhàn)略性公路研究計劃路面長期使用性能研究采用數(shù)據(jù)庫法(MODULUS軟件)作為FWD數(shù)據(jù)分析的基本方法。
三、系統(tǒng)識別反分析方法
識別系統(tǒng)的目的是根據(jù)系統(tǒng)的輸入和輸出來確定系統(tǒng)的特性。較直觀的方法是建立一個數(shù)學模型來模擬未知系統(tǒng),然后修改模型使其與實際系統(tǒng)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(tǒng)的輸出誤差達到最小。根據(jù)這一識別過程可建立路面結(jié)構(gòu)反分析方法:(1)利用FWD檢測系統(tǒng)對路面進行現(xiàn)場非破壞性試驗,觀測路面結(jié)構(gòu)在已知荷載作用下的變形(彎沉盆);(2)應(yīng)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(diào)整模型參數(shù),使計算與觀測結(jié)果之間的誤差達到最小。
由此可見,系統(tǒng)識別反分析不僅要求試驗數(shù)據(jù)準確,理論模型合理,而且需要具有較好的穩(wěn)定性和收斂性的參數(shù)改算法。
四、結(jié)束語
(1)路面無損檢測與評價技術(shù)在公路建設(shè)與管理中具有重大應(yīng)用價值和顯著的經(jīng)濟和
社會效益。在工程檢測方面,應(yīng)用快速、無破損檢測技術(shù)和路面力學反演方法,能夠及時準確的分析路面結(jié)構(gòu)各層強度,從而防止因材料強度不足而造成的質(zhì)量隱患,從根本上避免路面過早破壞;在養(yǎng)護決策方面,對路網(wǎng)進行定期檢測和結(jié)構(gòu)性能評價,可以科學的制定養(yǎng)護方案,合理的分配養(yǎng)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(xiàn)路面補強優(yōu)化設(shè)計。
(2)路面無損檢測與評價技術(shù)的研究涉及許多學科分支:在學術(shù)上以路面力學反問題等現(xiàn)代力學理論為基礎(chǔ);在技術(shù)上涉及自動化檢測、信息處理、計算機輔助工程等高新技術(shù);在應(yīng)用上密切結(jié)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(shù)開發(fā)和工程應(yīng)用密切結(jié)合。
(3)本方法在國際上發(fā)展很快,在理論研究、設(shè)備研制和軟件開發(fā)等方面都取得了較豐富的成果。由于我國高等級公路建設(shè)正處于迅速發(fā)展時期,加快開發(fā)先進、高效的路面檢測技術(shù)和配套、實用的路面評價系統(tǒng)已成為當務(wù)之急。
參考
文獻
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[2]梁新政.柔性路面結(jié)構(gòu)層應(yīng)力非線性反演研究.大連理工大學
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[3]河南道路檢測工程技術(shù)研究中心.高等級公路無損檢測與CAE技術(shù)研究(國家"八五"重點科技攻關(guān)項目)
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中國科學基金>>1998年12卷02期
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