刚性路面设计/刚性路面设计
　　结构设计系根据交通荷载的使用要求，当地的自然环境（温度、湿度、土质和水文）条件和路面本身的工作特性，确定：①路基的处理方案；②垫层和基层等结构层次的选择和组合；③混凝土面层的厚度；④板的平面尺寸,接缝的布置和构造;⑤配筋。材料组成设计则是根据混凝土面层的工作环境和耐疲劳、耐磨、耐冻等使用要求，选择混合料的组成材料并设计配合比。 　　简史&　混凝土面层板厚度的计算公式，最早是由美国C.奥尔德根据年在贝茨试验路上的研究结果提出。1925年，美国H.M.S.韦斯特加德采用温克勒地基假设，从理论上推导出混凝土面层板在板中部、板边缘中部和板角隅三种轮载位置情况下的挠度和算公式。这些公式经过阿林顿试验路的验证和修正后，得到广泛应用，目前，仍被大部分国家用作计算荷载应力和确定板厚的依据。1938年美国A.H.A.霍格、1939年苏联Ο.Я.舍尔，采用半无限地基上板的模式，分别导出计算无限大板挠度和应力的公式，它们为苏联和中国等国家所采用。70年代起，美国和中国等一些国家采用分析矩形面层板的挠度和应力，并编制出实用的计算机程序。 　　决定混凝土面层板平面尺寸的温度翘曲应力计算公式,也是由韦斯特加德在1927年提出的,并一直沿用至今。 　　设计方法&　混凝土路面结构设计的方法门类繁多，但基本上可分为经验法和力学经验法两大类。 　　经验法&　以修建路并对其使用效果进行长期观测为基础，通过回归分析建立路面结构、荷载（轴载大小和轴数）和路面使用性能（或疲劳损坏状况）之间的统计关系；利用这个关系制订出设计曲线,据此,按设计使用年限内预计通过的轴载数和路面体系的结构性能，可确定面层结构所需的厚度。典型的经验设计方法有美国各州公路工作者协会(AASHO)的暂行方法等。 　　AASHO暂行方法系根据 1956年在加拿大渥太华附近修建，并于年进行系统观测的试验路测定结果制订而成。试验路采用一种“现时耐用性指数”（缩称 PSI，见）的指标表征路面的使用性能，它是路面纵向平整度、裂缝长度和修补面积的函数。根据测定结果，建立起路面结构和面层厚度、轴载大小和重复次数同PSI之间的式,以及不同轴载达到相同 PSI时的轴载等效换算关系式。此方法规定路面的设计使用年限为20年，届期以80千牛（18千磅）的单轴下路面的 PSI达到2.5（干线道路）或2.0（非干线道路）为临界标准。各级轴载的设计交通量，按轴载换算公式换算成标准轴载，并按使用年限推算出总作用次数，由此总作用次数和所选定的路面结构，查可确定混凝土面层所需的厚度。 　　经验法的适用范围受到试验路的自然、荷载和路面结构等条件的限制；同时，回归统计关系的建立也既费时又耗资巨大。 　　力学经验法&　也称解析法。以结构分析为基础，应用力学方法分析路面结构在荷载作用下产生的应力和位移，按应力不超过材料所能提供的疲劳强度确定路面所需的结构强度和尺寸。美国波特兰水泥协会 (PCA)法，苏联法、日本法、中国法等，都属这类设计方法。
&&&&&&& 路面结构设计的力学经验法中的经验部分是那些方程，计算荷载作用至路面破坏的次数。这些方程是通过观察各类轴载产生的应力或应变，以及路面性能的变化来得到的。在目前的路面结构设计中有两大类破坏判据被广泛的应用，其一是与疲劳裂缝相关的破坏判据，另一类是路基引起的路面车辙破坏判据。实际上，路面的车辙不仅仅是路基的原因。近年来的大量观测和研究指出，荷载作用下面层和基层压缩永久变形和剪切流动永久变形都是路面车辙的主要原因。虽然这部分研究成果作为路面设计的破坏判据目前还不成熟，但是人们已经意识到这样的问题，并且已经定性地知道可以通过合理的路面结构设计和材料设计加以解决。如果将疲劳破坏判据进一步细分的话，还可以有第三类破坏判据，基于路面弯沉的破坏判据（我国柔性路面设计体系采用这一类破坏判据）。值得说明的是，所有的破坏判据都属于基于试验、观测和统计分析得到的经验型公式或方程，它们都有特定的使用条件，并不能无限制的推广使用&&　　中国法以混凝土的作为设计的临界状态，规定路面的设计使用年限为20～40年。通过交通调查得到轴载谱,转换成标准轴载(例如100千牛)的作用次数后即可预估出使用年限内标准轴载的累计作用次数。采用半无限地基上板的力学模式，以横缝边缘中部或板中部作为最不利的荷载位置。标准轴载在该处产生应力，由按照有限元法计算结果绘制的应力计算图（见图）查取。而后根据混凝土的抗弯拉强度和疲劳方程，确定面层所需的厚度。 　力学经验法目前存在的主要不足是在应力分析（如温度和湿度引起的应力等）、设计参数（如轴载谱等）和混凝土的疲劳规律等方面尚有许多不确定性，设计方法尚有待进一步完善。
刚性路面设计
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路面应力有限元分析及路面结构设计
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东南大学出版社
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ABAQUS有限元软件在道路工程中的应用（附光盘）《ABAQUS有限元软件在道路工程中的应用（附光盘）》分为基础篇和应用篇两个部分。基础篇介绍了有限单元法的基本原理、ABAQUS有限元基本知识、道路工程中常用材料模型和UMAT的编写、单元及网格划分技术、inp文件用法；应用篇中运用实例的形式，采用ABAQUS有限元程序分析了道路工程（包括部分岩土工程）中的典型问题：包括沥青路面结构的裂缝问题和动态响应问题、沥青路面结构的车辙问题、软土地基上路面结构的沉降问题、桥台地基的沉降问题和路堤边坡稳定性问题等。　　《ABAQUS有限元软件在道路工程中的应用（附光盘）》可作为高等学校道路相关专业研究生和高年级本科生的有限元课程教材，也可作为道路工程、岩土工程等相关专业科研人员的专业参考书或培训教材。1　绪论1.1　有限元与ABAQUS1.2　道路工程中的典型问题1.3　本书的主要内容第一部分　基础篇2　有限单元法的基本原理2.1　有限单元法求解的基本步骤2.1.1　位移函数2.1.2　单元应变和初应变2.1.3　单元应力2.1.4　等效结点力与单元刚度矩阵2.1.5　结点载荷2.1.6　结点平衡方程与整体刚度矩阵?2.2　常见单元的单元刚度矩阵和结点载荷2.2.1　矩形单元2.2.2　四面体单元2.3　能量原理2.3.1　虚位移原理2.3.2　最小势能原理2.3.3　最小余能原理2.4　有限元解的收敛性2.5　形函数及其应用2.5.1　形函数的定义2.5.2　典型的一维、二维和三维形函数2.5.3　坐标变换2.6　本章小结3 ABAQUS有限元基本知识3.1 ABAQUS产品的组成（Products）3.2 ABAQUS／CAE的组成（Components）3.3 ABAQUS／CAE中的分析模块（Modules）3.4 ABAQUS／CAE中的常用工具（Tools）3.4.1　ABAQUS／CAE中的常用工具3.4.2　实例：路面结构的受力分析3.5 ABAQUS分析模型的组成3.5.1 ABAQUS分析的过程3.5.2 ABAQUS分析模型的组成3.6 ABAQUS中的常用命令（Commands）3.7 ABAQUS中的常用文件（Files）3.7.1　常用文件3.7.2　其他文件3.8 ABAQUS中的帮助文档（Documentation）3.9　本章小结4　常用材料的本构模型及UMAT4.1　道路工程中常用材料的本构模型4.2　典型的弹性模型和塑性模型4.3　道路工程常见材料模型及UMAT4.3.1　道路工程中常见材料模型4.3.2　用户子程序UMAT和应用程序（Utilities）4.3.3　修正Burgers模型用户子程序UMAT的编写4.3.4 Duncan-Chan9模型用户子程序UMAT的编写4.3.5 UMAT用户子程序的用法4.4　本章小结5　单元及网格划分技术5.1　有限单元5.1.1　单元的表征5.1.2　实体单元5.1.3　壳单元5.1.4　梁单元5.1.5　桁架单元5.2　刚性体5.2.1　刚性体使用的时机5.2.2　刚性体部件5.2.3　刚性单元5.3　实体单元的使用5.3.1　单元的数学描述和积分5.3.2　实体单元的选择5.4　网格划分技术……第二部分　应用篇参考文献ABAQUS有限元软件在道路工程中的应用_PDF图书下载_廖公云，黄晓明　编著_在线阅读_PDF免费电子书下载_第一图书网
ABAQUS有限元软件在道路工程中的应用
出版时间：2008-12&&出版社：东南大学出版社&&作者：廖公云，黄晓明　编著&&页数：270&&字数：426000&&Tag标签：无&&
本书分为基础篇和应用篇两个部分。基础篇介绍了有限单元法的基本原理、ABAQUS有限元基本知识、道路工程中常用材料模型和UMAT的编写、单元及网格划分技术、inp文件用法；应用篇中运用实例的形式，采用ABAQUS有限元程序分析了道路工程（包括部分岩土工程）中的典型问题：包括沥青路面结构的裂缝问题和动态响应问题、沥青路面结构的车辙问题、软土地基上路面结构的沉降问题、桥台地基的沉降问题和路堤边坡稳定性问题等。
本书可作为高等学校道路相关专业研究生和高年级本科生的有限元课程教材，也可作为道路工程、岩土工程等相关专业科研人员的专业参考书或培训教材。
1　绪论　1.1　有限元与ABAQUS　1.2　道路工程中的典型问题　1.3　本书的主要内容第一部分　基础篇　2　有限单元法的基本原理　　2.1　有限单元法求解的基本步骤　　　2.1.1　位移函数　　　2.1.2　单元应变和初应变　　　2.1.3　单元应力　　　2.1.4　等效结点力与单元刚度矩阵　　　2.1.5　结点载荷　　　2.1.6　结点平衡方程与整体刚度矩阵?　　2.2　常见单元的单元刚度矩阵和结点载荷　　　2.2.1　矩形单元　　　2.2.2　四面体单元　　2.3　能量原理　　　2.3.1　虚位移原理　　　2.3.2　最小势能原理　　　2.3.3　最小余能原理　
2.4　有限元解的收敛性　
2.5　形函数及其应用　　　2.5.1　形函数的定义　　　2.5.2　典型的一维、二维和三维形函数　　　2.5.3　坐标变换　　2.6　本章小结　3 ABAQUS有限元基本知识
　3.1 ABAQUS产品的组成（Products）　
3.2 ABAQUS／CAE的组成（Components）　
3.3 ABAQUS／CAE中的分析模块（Modules）　　3.4 ABAQUS／CAE中的常用工具（Tools）　　　3.4.1　ABAQUS／CAE中的常用工具　　　3.4.2　实例：路面结构的受力分析　　3.5 ABAQUS分析模型的组成　　　3.5.1 ABAQUS分析的过程　　　3.5.2 ABAQUS分析模型的组成　　3.6 ABAQUS中的常用命令（Commands）　　3.7 ABAQUS中的常用文件（Files）　　　3.7.1　常用文件　　　3.7.2　其他文件　　3.8 ABAQUS中的帮助文档（Documentation）　　3.9　本章小结　4　常用材料的本构模型及UMAT　　4.1　道路工程中常用材料的本构模型　　4.2　典型的弹性模型和塑性模型　　4.3　道路工程常见材料模型及UMAT　　　4.3.1　道路工程中常见材料模型　　　4.3.2　用户子程序UMAT和应用程序（Utilities）　　　4.3.3　修正Burgers模型用户子程序UMAT的编写　　　4.3.4 Duncan-Chan9模型用户子程序UMAT的编写　　　4.3.5 UMAT用户子程序的用法　　4.4　本章小结　5　单元及网格划分技术　　5.1　有限单元　　　5.1.1　单元的表征　　　5.1.2　实体单元　　　5.1.3　壳单元　　　5.1.4　梁单元　　　5.1.5　桁架单元　　5.2　刚性体　　　5.2.1　刚性体使用的时机　　　5.2.2　刚性体部件　　　5.2.3　刚性单元　
5.3　实体单元的使用　　　5.3.1　单元的数学描述和积分　　　5.3.2　实体单元的选择　
5.4　网格划分技术……第二部分　应用篇参考文献
　　1　绪　论　　1.1　有限元与ABAQUS　　1）有限元的发展　　在科学技术领域内，对于许多力学问题和物理问题，人们已经得到了它们应遵循的基本方程（常微分方程或偏微分方程）和相应的定解条件。但能用解析方法求出精确解的只是少数方程性质比较简单，且几何形状相当规则的问题。对于大多数问题，由于方程的某些特征的非线性性质，或由于求解区域的几何形状比较复杂，则不能得到解析的解答。数值解法应运而生，伴随着计算机技术的飞速发展，数值分析方法已成为求解科学技术问题的主要工具之一。　　有限元法是数值分析方法的一种，其基本思想是将连续的求解区域离散为一组有限个、且按一定方式相互联结在一起的单元组合体。由于单元能按不同的联结方式进行组合，且单元本身又可以有不同形状，因此可以模拟几何形状复杂的求解域。有限单元法作为数值分析方法的另一个重要特点是，利用在每一个单元内假设的近似函数来分片地表示全求解域上待求的未知场函数。单元内的近似函数通常由未知场函数或其导数在单元的各个结点的数值和其插值函数来表达。这样一来，一个问题的有限元分析中，未知场函数或其导数在各个结点上的数值就成为新的未知量（也即自由度），从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。一经求解出这些未知量，就可以通过插值函数计算出各个单元内场函数的近似值，从而得到整个求解域上的近似解。显然随着单元数目的增加，也即单元尺寸的缩小，或者随着单元自由度的增加及插值函数精度的提高，解的近似程度将不断改进。如果单元是满足收敛要求的，近似解最后将收敛于精确解。　　……
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用户评论&(总计11条)
&&&&由于我是做沥青路面力学分析的，主要是车辙，目前专门针对ABAQUS在道路方面应用的参考资料也就这一本啦。书中比较详细的介绍了沥青路面裂缝和车辙的计算，在车辙计算方面，给出了几种常用的计算模型，并且在光盘中给出了“四单元五参数”也就是修改后的Burgers模型的UMAT程序。内容很充实，有理论，有实例，在初步了解ABAQUS的使用后，是沥青路面研究分析中很好的参考资料，给了我很多的启发。当然，其中也有关于路基沉降和边坡分析的内容，还是很不错的。
&&&&对于专门从事道路工程方向研究的科研人员，本书应该是一本难得的好书。光盘中也给出了一些有用的源程序，主要出自一些相关研究人员的研究成果，如果读读他们的论文就更有收获了。
&&&&我买了这本书，很好讲解详细，例证充分！很有价值！
&&&&受益匪浅~~
&&&&等得太久了，终于出来了，喜欢！！
&&&&该书前半部份所介绍的东西可以说全是废话，在任何一本有限元的书上都可以看到。不过后半部分对于道路专业的研究人员还是有很大帮助的。
&&&&不错的一本书
但是也有很大缺点
例如有很多都是要通过inp文件写入的 这个比较麻烦 而且容易出粗的
所以对于初学者来说还是不是很好的参考书
对于初步了解有限元原理的人来说
还是可以看看的
&&&&书的质量还好吧，发货很及时，书的内容一般，涉及到强度折减法的程序都没有附上，感觉很亏
&&&&书的第一页就开了，我都不敢使劲翻动，只能轻轻的打开，书里面的纸也不是很好，字也是特亮堂，当当网的服务是毋庸置疑，还算不错，可是这本书似乎不是很正，不好意思当当，我是实话实说...换掉再买还得等上20多天吧，就这样了，还能看，希望别有错误
&&&&理论比较多，例题比较少，所以比较难于理解
&&&&书中没有什么新东西，就是做了几个简单的例子！不值得看和买！
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