Zastosowanie modelu z degradacją w analizie układu warstwowego konstrukcji nawierzchni drogowej współpracującej z podłożem gruntowym

Abstract

Road's pavement construction resistance is the ability of failure-free working and taking the trust of traffic load during the specific period of time. In the paper resistance of the road structure co-operating with subsoil to the reaction D impact means such value of D/o of this impact whose exceeding will result in exceeding of specified limit state. This approach to analysis of the mechanistic type allows separation of the particular zones of the road-subsoil system and applying of the elastic-plastic model with material stiffness degradation for faultless work all roads' pavement construction evolution. Model applied in this work - elastic-plastic with material degradation - is known in literature as the Barcelona Model and is implemented to commercial packed MES ABAQUS. Analyses performed in this work are registration of the arising degradation process - measured through a level non-decreasing component of degradation d/t. W pracy rozważany jest układ konstrukcja nawierzchni drogowej - podłoże gruntowe. Obecnie stosowane teoretyczno-empiryczne metody projektowania konstrukcji nawierzchni drogowych bazują na stanie naprężenia i odkształcenia wyznaczanym w konstrukcji warstwowej współpracującej z podłożem gruntowym traktowanym jako półprzestrzeń sprężysta. W modelu obliczeniowym rozważanego układu warstwowego wyodrębniono trzy strefy, w których zmiana opisu konstytutywnego materiałów może, zdaniem autorek, wpływać znacząco na opis zachowania całego układu i ocenę trwałości konstrukcji nawierzchni (są to kolejno: górna strefa nawierzchni, strefa podbudowy zasadniczej i pomocniczej oraz strefa reprezentująca podłoże gruntowe). Wprowadzony podział pozwala na wprowadzenie propozycji pojęcia odporności do analizowanego układu konstrukcja drogowa - podłoże gruntowe, gdzie przez odporność konstrukcji budowlanej na wpływ oddziaływania D rozumie się taką wartość D/o tego oddziaływania, której przekroczenie spowoduje przekroczenie określonego stanu granicznego. Do warstw strefy podbudowy zastosowano sprężysto-plastyczny model z degradacją sztywności materiału, znany w literaturze jako Model Barcelona (zaimplementowany w systemie MES ABAQUS). Przedstawione analizy są rejestracją powstającej w analizowanym układzie degradacji materiału, przy czym proces ten mierzony jest wartością niemalejącej składowej degradacji dt wywołanej rozciąganiem.