3　模型的建立和參數(shù)選取

3.1　基本假設(shè)

為了使有限元模型數(shù)值分析既符合客觀條件又便于研究分析，本文引入如下基本假設(shè)[6]：①采用移動簡諧荷載來模擬交通荷載，交通荷載作用下道路路面結(jié)構(gòu)材料均勻、連續(xù)、各向同性，是線彈性的，路基土體受荷后發(fā)生的變形屬于彈塑性小變形。②假設(shè)道路路基路面等結(jié)構(gòu)層之間是連續(xù)變形的，各層不發(fā)生相對滑移，也不產(chǎn)生相對分離。③假設(shè)在移動荷載作用過程中，道路路基路面的彈塑性參數(shù)不變。④采用瞬態(tài)動力學角度-動態(tài)分析方法。

3.2　模型設(shè)計與參數(shù)

3.2.1　分析模型

道路結(jié)構(gòu)見表1。道路結(jié)構(gòu)在橫向上是對稱的，本文選取半幅道路作為研究對象，路基頂面寬度為8.5m，邊坡坡率為1∶3，地基計算深度取5m，計算寬度至坡腳處為5m。在道路路線縱向（Y方向上）各結(jié)構(gòu)層均取36m（6個波長，每個波長6m）。模型斷面具體尺寸參數(shù)如圖1和圖2所示。

為了盡量消除邊界長、寬、高與約束條件對傳播中的應力波限制，減小邊界尺寸對數(shù)值計算結(jié)果的影響，本模型中，移動荷載起始位置設(shè)置在距邊界一定距離處，起終點荷載帶范圍是Y方向15～21m。圖2是低路堤三維動力分析有限元模型示意圖。

3.2.2　荷載參數(shù)

本文假設(shè)輪胎與路面接觸面上壓力呈均勻分布，采用路面設(shè)計標準軸載（滿載）BZZ-100，取后軸進行模擬計算，后軸內(nèi)輪距為1.6m，荷載胎壓為0.7MPa，荷載形式采用移動簡諧荷載。后軸雙輪接地面積計算采用當量單圓和雙圓計算，其當量圓直徑分別用d、D表示，可以按下式確定[7]。

本文所建的道路模型采用了正六面實體單元，需要將輪胎與路面的接觸面等效轉(zhuǎn)化為矩形。因此，可以將單圓荷載接觸面簡化為矩形面：

標準軸載作用為0.24m，則等效矩形面寬度取0.3m。同理，可以計算超載（20%、40%）下后軸輪胎的接地面積，見表2。

3.2.3　材料參數(shù)

模型中的路面材料參數(shù)取自文獻[8]～文獻[10]，根據(jù)現(xiàn)場探坑與室內(nèi)試驗結(jié)果，確定地基與風積沙路基主要參數(shù)，詳細見表3。