基于有限变形理论的沥青路面结构剪应力分析和失效行为研究

针对沥青路面采用小变形弹性层状理论进行剪应力分析时出现的理论计算与工程现象出现偏差的问题，借鉴固体力学领域的有限变形理论，通过有限变形条件下沥青路面结构应力应变状态的理论分析和有限元数值模拟，建立基于几何非线性的弹性半空间体位移、应变和应力的描述体系，利用位移法和混合法求解描述系统的偏微分方程，确定弹性半空间体受到荷载作用后体系内部变形场和应力场的分布状态，并给出最大剪应力的失效准则；建立有限变形条件下弹性层状体系的应力、应变求解方程，分析多层体系在垂直载荷和水平载荷作用下，各层内的应力分布和位移变化；研究路面结构层间粘结状态不同时，应力场和位移场的分布形式以及最大剪应力的分布情况；选取几种典型的沥青路面结构，研究有限变形条件下结构层厚度、模量、泊松比等参数对结构内部剪应力场分布的影响规律，并与小变形条件下的相应计算结果进行对比分析，得出基于有限变形理论的影响沥青路面内部剪应力的关键因素。