Совершенствование неразрушающего метода определения механических характеристик элементов многослойных конструкций на примере дорожных одежд

Рассматривается актуальная проблема совершенствования метода неразрушающего контроля состояния нежестких дорожных одежд. В дополнение к разработанному ранее подходу к определению механических параметров материалов конструктивных слоев нежестких дорожных одежд на основе решения обратной коэффициентной задачи о восстановлении эксплуатационных модулей упругости, обеспечивающих заданные поля смещений, был разработан подход, позволяющий определять параметры рассеяния энергии в структуре многослойной дорожной одежды на основе корректировки динамических петель гистерезиса, регистрируемых в полевых условиях и рассчитываемых с использованием математической модели динамического НДС. Приведены результаты численного моделирования динамических петель гистерезиса для двух различных вариантов многослойных конструкций. Показаны возможности корректировки формы петель гистерезиса и их площади путем варьирования тангенсов углов потерь энергии в слоях многослойной среды и модуля упругости однородного полупространства. Комплексная корректировка значений модулей упругости конструктивных слоев дорожных одежд и расчетных петель динамического гистерезиса позволила полностью учесть процессы затухания энергии на удалении от точки приложения нагрузки. В ходе корректировки было установлено, что значения модулей упругости слоев дорожной одежды и тангенсов углов потерь в них оказывают комплексное влияние на площади динамических петель гистерезиса и характера затухания энергии на удалении от точки приложения нагрузки. При этом в наибольшей степени на площадь динамических петель гистерезиса влияние оказывает модуль упругости подстилающего полупространства, не ограниченного по толщине (что привело к увеличению модуля упругости подстилающего полупространства со 120 и 150 МПа для вариантов дорожной конструкции с укрепленным и неукрепленным основанием до 170 и 160 МПа соответственно), а уменьшение рассеиваемой энергии на удалении от точки приложения нагрузки связано, в первую очередь, с тангенсом угла потерь энергии в полупространстве. Полученные значения тангенсов углов потерь, очевидно, связаны с закономерностями рассеяния энергии на границах контактирующих слоев дорожной одежды, а также учитывают все возможные аномалии и расслоения в рассчитываемых конструкциях В рамках данной статьи впервые получены расчетные петли гистерезиса на поверхности дорожной одежды, рассчитана энергия деформирования, исходя из их площадей, и доказана возможность их сопоставления с зарегистрированными экспериментально.