Амплитудно-частотная характеристика перемещений как показатель структурного состояния слоистой среды (на примере автомобильных дорог)

Модели упругого полупространства находят широкое распространение в геофизике и дорожной науке. В дорожной науке эти модели наиболее часто применяют для исследования напряженно-деформированного состояния дорожных одежд, которые представляют собой искусственно созданные слоистые среды на поверхности грунтово-геологического массива, основной задачей которых является распределение и передача нагрузки от движущегося транспортного средства и обеспечение комфорта и безопасности пользователя, а также и долговечности автомобильной дороги. Учитывая общность свойств дорожной одежды и геологической среды, все большее распространение при оценке состояния дорожных одежд находят методы, близкие к геофизическим.

В статье применен метод гармонического анализа, реализуемый для вычисления основных характеристик отклика слоистых сред на тестовое ударное нагружение. Были выполнены расчеты амплитудно-частотной характеристики перемещений в точке ударного нагружения и анализ изменения ее формы в зависимости от модулей упругости слоев полупространства. Было установлено, что снижение модуля упругости промежуточных слоев формирует выраженное «плато» на АЧХ перемещений в низкочастотной области. Снижение модулей упругости верхнего слоя среды приводит к увеличению амплитуды перемещений по мере увеличения частоты. Увеличение модуля упругости подстилающего полупространства приводит к появлению точки перегиба, локализованной в области 500 рад/с, разделяющей амплитудно-частотную характеристику перемещений на два участка. Полученные результаты могут быть использованы при разработке методов неразрушающего контроля слоистых сред, ориентированных на регистрацию и анализ АЧХ перемещений.