基于同伦方法的路面模量反算研究

根据最优化问题的极值条件 ,将模量反算转化为非线性映射求零点的问题 ,结合数值微分计算弯沉对模量的一阶和二阶偏导数 ,建立了基于同伦方法反算路面模量的数学模型 ;并采用 LI-YORKE算法求解微分方程初值问题跟踪同伦曲线 ,获得模量的反算结果 ,在此基础上编制了相应的模量反算程序。通过对 3种路面结构的落锤式弯沉仪 ( FWD)的实测弯沉盆进行模量反算 ,并与国内外其它反算程序比较 ,验证了同伦方法反算结果的精度和可靠性。同时 ,通过选取不同初始值进行反算比较 ,验证了同伦方法的大范围收敛性和反算结果的稳定性。结果表明 ,采用同伦方法进行路面模量反算有效地解决了常规最优化算法的初始值和局部收敛的问题 ,是一种精度好、速度快、效率高、结果稳定且大范围收敛的模量反算方法。

路面模量拟静力分析的动力校验

采用轴对称动力有限元程序计算出的相应ＦＷＤ顺位置的弯沉作为输入，验证拟静力反分析的实用性。通过对几种路面结构的计算分析，得出拟静力反应的适用和不短途结构，并给出了理论解释。

半刚性基层沥青路面模量参数反演的影响因素分析

基于结构动力学基本理论,建立路面结构动力有限元数值分析模型,系统地分析了FWD测试荷载的动力特性及层间接触状态对于半刚性基层沥青路面模量参数反分析结果的影响规律。研究结果表明:忽略测试荷载的动力特性,采用传统拟静力反分析方法进行半刚性基层沥青路面模量参数的反演分析,将使沥青面层及路基的模量被高估,其值分别为16.0%和8.7%,而使基层模量被低估3.4%;层间非连续接触行为对沥青面层与路基模量参数的反演结果影响不大,但使基层模量反演值显著偏低,仅为理论反演值的40～43%。研究结果为基于FWD测试技术有效地进行半刚性基层沥青路面结构层模量参数的反演分析提供了前期理论依据。

基于落锤式弯沉仪的路面模量动力反演初探

采用轴对称动力有限元结合系统识别反分析理论进行路面模量反算,考虑了落锤式弯沉仪(FWD)荷载作用下的路面反应动力效应。通过两个算例分析,体现出与拟静力反分析相比,动力反分析更符合实际,而拟静力法只有在基岩深度较深时是合理的。

蚁群算法在路面模量反演中的研究与应用

基于蚁群算法的基本原理,提出了路面材料特性的蚁群反演算法。采用启发信息概率选择方法和多层循环迭代逐步缩小初始值选择范围的措施,提高算法精度,并用算例对其算法进行验证,结果表明,蚁群算法能以较高的精度解决连续空间优化问题。

基于FWD的路面模量反算方法及影响因素分析

以目前道路检测工程中常用的落锤式弯沉仪(FWD)为基础,从反算原理入手介绍了当前国内外较为流行的路面模量反算方法,并比较了各种方法的优缺点。同时从力学模型、数学方法以及数据误差等方面分析了基于FWD反算路面结构层模量的影响因素,并进一步指出了现行方法中存在的问题,为该问题的进一步研究打下基础。

进化算法结合神经网络反演刚性路面模量

为解决传统路面结构参数反演分析方法易陷于局部最优解的问题,根据弹性地基上的小挠度薄板理论,建立了刚性路面有限元计算模型,模型中假定接缝只传递剪力,用压缩柔度矩阵方法考虑接缝的约束条件。用有限元模型构造训练集对BP神经网络进行训练,依靠BP网络的记忆和联想功能建立结构层模量与路面弯沉盆之间的映射关系,利用进化算法(GA)在搜索空间内找出使弯沉盆误差最小的一组模量组合。实例计算结果表明进化算法结合神经网络方法反演刚性路面模量的最大误差只有2.8％。

基于自适应信息遗传算法的路面模量反算研究

近年来,根据FWD实测弯沉盆来反算各层路面结构模量的技术在路面结构的质量评价中广为应用。如何利用FWD反算路面模量也相应成为各方研究的热点。在本文中,作者针对于模量反算中,目标函数在最优值附近表现为大片狭长平坦区域的特点,提出了一类反算新算法——自适应信息遗传算法,提出了根据信息量大小来决定算法是否进行自适应细分模量解空间的机制,以缩小算法后期反算中的搜索空间。此外,本文还改进了实数交叉算子,使用了新的探险策略,从而加强了新算法后期的局部搜索能力。随后的工程实例表明,这新机制、新策略的引入,能够在保持较高反算精度的前提条件下,大大提高模量反算的求解效率,从而更加有利于模量反算的工程实际应用。

路面模量反演的修正迭代法研究

为更好地评价路面结构的性能,应用落锤式弯沉仪(Falling Weight Deflectometer,FWD)的检测数据,通过预估模量的初值,建立弯沉值对模量的导数矩阵,不断修正初始模量值的方法,开发了路面模量反演的修正迭代法。该算法同其他算法相比具有收敛速度快、精度高、稳定性好的优点。

人工神经网络在路面模量反分析中的应用

随着落锤式弯沉仪在公路工程中的广泛应用,路面模量的反分析方法日益受到国内外研究人员的重视。文中使用MATLAB神经网络工具箱研究了BP神经网络在路面模量反分析中的应用。研究结果表明,只要合理处理输入和输出参数,利用BP神经网络可较好地预测路面各层的弹性模量,且相对于其他分析方法,该方法运算速度很快,适合于实际工程中应用。

浅析路面模量反算法

介绍了路面模量的反算法,并对各算法的特点进行了比较。

浅析路面模量反演修正迭代法的工程可行性

路面模量反演的修正迭代法是一种较为先进的路面模量反演方法，它通过预估模量初值、建立导数矩阵、修正模量值而得到较精确的路面模量终值。介绍了路面模量反演修正迭代法和国际上知名的路面模量反分析软件MODULUS的基本原理，并分别应用基于修正迭代法的路面模量反分析软件和MODULUS对假定及京福高速枣庄段实际路面进行模量反演。结果表明，路面模量反演的修正迭代法满足实际工程精度要求，具有反演速度快的优点，可应用于实际路段的路面模量反演。

自适应信息遗传算法在路面模量反算中的应用和稳健性研究

路基作为路面结构的基础支撑体,实际路基工程所发生的路面损坏基本上是基于路基稳定性差、强度较低,受到外部载荷作用而产生过量形变造成。主要是针对路面模量反算过程中所获得的目标函数在最优值呈现出一个狭长平坦区的特征,提出了一个基于模量反算的自适应信息遗传算法,并对新算法在路面模量反算中的稳健性进行了理论和实践对比分析。首次采用了以信息量来确定是否执行细分模量解空间的机制,有效的缩小了后期反算空间,同时,采用改进行的实数交叉算子,提高了新算法后期搜索能力,通过比较实际FWD实际检测结果与新算法的反算结果表明:自适应信息遗传算法有效的降低了传统遗传算法的复杂度,提高了求解效率,有效的保证了新算法在工程实际应用中的稳健性。

浅析路面模量反演的修正迭代法

该文介绍了路面模量反演的修正迭代法。以目前国际上普遍使用的落锤式弯沉仪(FWD:Falling Weight Deflectometer)的弯沉检测数据为依据,通过预估模量的初值、建立弯沉值对模量的导数矩阵、不断修正初始模量值的方法,开发了路面模量反演的修正迭代法。通过理论和试验证明:该算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好的优点。

基于动态弯沉盆的路面模量反算方法

路面荷载是典型的冲击荷载,文中利用弹性层状体系理论,通过对输入和输出的关系分析,提出了路面动态模量的反算思想和实现方法。东莞市北王路的路面动态弯沉检测评价结果表明,基于FWD动态弯沉所反算的模量能更好地对路面结构层的强度进行评定。

路面结构模量反演的蚁群算法研究

路面结构模量反算是一个复杂的非线性优化问题.通过对待反算参数进行离散,将路面结构参数反算问题转化为组合优化问题,建立了基于蚁群算法的路面结构参数智能反演模型.通过理论和实测弯沉盆的反算及分析,获得了满意的反算结果.研究表明,采用蚁群算法进行路面结构层模量反演,有效地解决了常规最优化算法的初始值和局部收敛的问题,不需多次调用正分析程序,提高了计算效率,是一种精度好、速度快、结果稳定且全局收敛的模量反算方法.

基于自适应信息遗传算法的路面模量反算研究

针对在模量反算中,目标函数在最优值附近表现为大片狭长平坦区域的特点,提出了一类反算新算法——自适应信息遗传算法,新算法的优点是根据信息量大小来进行自适应细分模量解空间,从而节约大量的计算时间。改进了实数交叉算子,使用了新的探险策略,从而加强了新算法后期的局部搜索能力。随后的工程实例表明,这种新机制、新策略的引入,能够在保持较高反算精度的前提条件下,大大提高模量反算的求解效率,这意味着新算法能够更好地满足工程实际应用需要。

基于性能的高模量沥青路面结构力学响应

为探究高模量沥青混凝土长寿命沥青路面应用,研究了高模量沥青混合料的动态模量和抗剪强度。结果表明,高模量沥青混合料的强度具有较强时-温依赖性,抵抗变频加载能力较强;其内摩擦角比传统AC(沥青混凝土)沥青混合料小21%,黏聚力高3倍。采用有限元分析7种不同高模量沥青路面结构的力学响应,针对优选的4种路面结构分析厚度对路面力学响应的影响。进而利用车辙预估模型,以车辙深度为控制指标,预测高模量沥青路面的功能寿命。结果显示,不同力学指标对应的较优路面结构均为上中下面层、中下面层采用高模量沥青混合料的结构,其与传统AC结构相比可分别延长路面寿命326%和118%。

高模量沥青路面动态应变监测结果分析

开展路面长期性能观测对掌握沥青路面全寿命周期性能演变规律具有重要意义。文中以京沪高速为依托工程,制定应变计布设方案与监测方案开展路面应变响应信息监测,对监测数据进行分析。结果表明,车辆通过后,面层和上基层应变主要为压应变,其变化范围为0~25×10-6,下基层和底基层应变主要为拉应变,其变化范围为0~7×10-6;拉应变和压应变的交变点分布在上基层;路面结构内部应变随车辆荷载的增加而增加,但应变随荷载变化呈现非线性的变化趋势;实测结果和理论计算结果比较接近,均呈现出结构上部受压、下部受拉的变化特征,但在拉压应变交变点分布位置上实测结果和理论结果有所差异。

基于高温条件下高模量沥青路面聚合物的吸水性质分析

高温条件下,沥青混合料的含水率是影响路用性能的重要因素。为探究含水率对沥青混合料高温稳定性、路面抗滑性等的影响规律,文章通过试验分析了40℃、60℃温度下,三种高模量沥青混合料及基质沥青混合料的含水率与时间的关系。试验结果显示,随着温度的升高,沥青混合料的吸水量增加,达到饱和状态的耗时延长;不同级配的沥青混合料吸水量、饱和时间也有差异,AC-13级配的吸水量更多;外掺剂的加入对含水率与浸水时间的关系影响很小。