水泥混凝土道面结构在多轮荷载作用下的响应分析

为研究多轮荷载作用下对道面结构的响应,以ABAQUS分析软件为基础,采用多层结构的线弹性材料,建立了9块水泥混凝土面层板的\"软弱地基-道面结构-飞机轮载相互作用\"三维有限元模拟模型,建模过程中考虑了纵向横向接缝的传荷能力,为大型飞机轮载作用下的道面结构体系及其力学响应研究提供了先进、可靠的分析平台。     

水泥混凝土道面抢修车在机场的运用

随着我国民航业的飞速发展,对机场跑道、滑行道和机坪道面的要求也越来越高。各机场对道面病害的处理,必须做到及时、高效,这就要求机场管理机构提高作业人员自身素质和寻求更加高效的设备工具。参照公路维护方面的做法,水泥混凝土道面抢修车也可推广到民用机场。水泥混凝土道面抢修车是将多种道面修补的必要工具集成在一辆车上,实现设备工具一体化,其能快速到达现场,第一时间开展作业,缩短道面病害处置时间,减少道面病害对机场运行的影响。     

水泥混凝土道面施工质量通病及预控方法

机场水泥混凝土具有强度高、稳定性好、使用寿命长、维护费用少等优点,已成为我国机场道面结构的主要形式,但在施工过程中也伴随着水泥混凝土质量通病。因此,研究和解决这一问题,对保证机场水泥混凝土道面质量、延长道面使用寿命具有重要意义。     

连续配筋混凝土路面动荷响应分析

将连续配筋混凝土路面视为粘弹性地基上正交各向异性板,运用三角级数和积分变换方法,对路面受局部冲击荷载作用时的动力响应做了分析,得到了路面的挠度、内力和应力的解析解,进行了数值计算分析,并和不考虑地基粘性时的静力、动力响应做了比较。最后,讨论了荷载冲击周期及地基粘性对动态响应的影响。     

不均匀飞机轮载作用下沥青道面结构力学响应

为了研究不均匀飞机轮载作用下沥青道面结构力学响应,基于机轮条纹状接触面积假设和轮胎花纹,确定了轮胎的竖向应力函数,再结合已有研究确定了轮胎的纵、横向接触应力,计算获得了A380-800,B747-400,B777-300ER三维非均布接触应力;基于三维有限元分析模型,得到飞机三维非均布轮载作用下的道面结构力学响应,并分析了三种机型的力学响应的差异。研究结果表明：在三维非均布荷载作用下沥青道面的力学响应大于在均布竖向荷载下的力学响应;荷载的不均匀性对于沥青道面力学响应的影响沿沥青道面面层向土基逐渐减小;在三维非均布荷载作用下,沥青道面的力学响应受飞机的最大滑行质量、起落架构型、胎压、机轮个数等因素影响;随着沥青混合料模量增大,各力学响应参数的变化率也逐渐减小。     

水泥混凝土道面早期抗裂性能试验研究

针对传统的普通道面混凝土施工后经常出现裂缝的现象,分析了裂缝产生的原因,提出在普通道面混凝土中掺加粉煤灰、聚丙烯纤维的新型道面混凝土,采用平板法进行了抗裂性能对比试验。结果表明：在普通道面混凝土中单掺粉煤灰或聚丙烯纤维,都能提高混凝土的抗裂性,而粉煤灰和聚丙烯纤维双掺的新型道面混凝土更能有效防止裂缝的发生,显著延长道面使用寿命。     

大尺寸高性能水泥混凝土道面施工要点浅析

本文简述了大尺寸混凝土道面的意义及优点,分析了施工中需要逐一解决的问题,并就施工中的支模、混合料的拌和运输、摊铺、振捣、作面、养护、拆模、切缝、灌封等工序需要注意的要点进行了阐述。     

滑移爆炸冲击荷载作用下矩形复合板的动力响应分析

以工程振动理论为基础建立矩形板的冲击动力学响应的粘弹性地基板数值计算模型,运用薄板横向振动的基本微分方程和三角函数级数展开法对常速运动面荷载作用下粘弹性地基板进行了分析,求得了板的动力响应的解析解,该模型能用来模拟移动冲击荷载作用于薄板时的动力反应、分析评价基板屈服状态。     

基于半解析有限元的水泥路面荷载响应分析

基于半解析有限元原理和MATLAB软件,开发了水泥路面荷载响应分析程序CP-SAFEM（cementpavement semi-analytical finite element method）。将CP-SAFEM应用到具体工况中,与现行规范和ABAQUS进行了荷载应力的对比验证。结果表明：对于单层板路面,CP-SAFEM与规范公式计算结果误差不超过1%;对于双层板路面,CP-SAFEM与规范公式计算结果误差约为6%; CP-SAFEM与ABAQUS各项力学响应计算结果最大误差不超过5%;当横断面采用相同的网格划分时,CP-SAFEM的计算时间为ABAQUS的1/6;以弯拉应力作为力学指标确定了水泥路面的临界荷位。各项研究表明CP-SAFEM具有良好的计算精度和运算效率。     

冲击荷载下橡胶混凝土道面应变响应研究

为阐明冲击荷载作用下橡胶混凝土道面的应变响应,基于光纤光栅应变计和重型落锤式弯沉仪(heavy weight deflectometer, HWD),设计了一种道面冲击应变响应的测试方法。通过该方法,对比分析了冲击荷载下橡胶混凝土道面与普通混凝土道面的应变响应差异,并通过监测不同尺寸的橡胶混凝土道面,研究道面板尺寸对应变响应的影响。试验结果表明：相较于普通混凝土道面,橡胶颗粒的加入改变了冲击荷载下道面的应变响应分布,使混凝土道面板中的水平应变均减小,而板边、板角的水平纵向应变增加;并且随着板长增加,橡胶混凝土道面板中、板边、板角处最不利应变响应方向的应变逐渐增加,其中板角处纵向应变增加最快,即道面板长增加将使橡胶混凝土道面冲击荷载下的最不利位置和方向从板边横向转移至板角纵向,因此在大尺寸橡胶混凝土道面设计与建造中,板角应变也应被考虑。     

基于正交试验思想有限元分析的水泥砼路面板角脱空判定方法研究

利用正交试验设计的思想,针对使用贝克曼梁法检测旧水泥砼板板角脱空建立三维有限元分析模型。分析结果表明,检测弯沉和接缝传荷能力是判定板角脱空状况的充分必要约束条件。根据分析结果,建立定量判定板角脱空状况新方法。     

水泥混凝土路面角隅应力分析

鉴于我国刚性、半刚性基层上水泥混凝土路面角隅断裂多发的状况,采用弹性地基上不等平面尺寸双层结构模型分析其产生的原因。面层角隅在单个矩形荷载作用下,讨论了半空间地基和文克勒(Winkler)地基路面结构应力、弯沉的异同,给出了按应力和弯沉等效时地基参数之间的换算关系;分析了基层超宽对面层和基层自身应力的影响,得到了基层超宽系数的近似回归式;探讨了面层角隅受荷和温度梯度共同作用下面层应力采用叠加方法和耦合方法计算的差异;初步给出了板底脱空(层间接触刚度弱化)、邻板接缝传荷对路面结构应力、弯沉影响的规律。     

移动荷载下各向异性层状地基-柔性路面结构动力响应的半解析解

提出了移动荷载作用下各向异性层状地基上柔性路面结构动力响应分析的半解析解法。基于土-结构相互作用理论,建立了柔性路面-层状地基的动力耦合模型。对近场道路结构建立波数域有限元模型,基于精细积分及谱元法原理建立远场地基的谱元模型,利用子结构法来确定近-远场耦合界面处的边界条件,进而实现近场和远场结构的耦合,利用快速Fourier变换获得柔性路面在时空域的动力响应解答。该文方法既可以考虑道路结构的几何特性,也可以计入地基层状分布及各向异性特性的影响。近场有限域模型尺寸不会受到地基层数及层厚的影响,数值求解稳定。通过与解析解的对比,验证了提出方法的有效性与合理性。数值算例对比分析了道路-地基耦合模型与以往整体层状道路模型所得动力响应的差异,并讨论了道路结构层弹性模量的影响规律。     

粘弹性地基上弹性板受刚体撞击的动力响应分析

本文针对工程实际中所遇到的撞击问题,在事先仅知撞击体初始速度的情况下.研究分析了半无限粘弹性Winkler地基上的矩形弹性薄板受刚体撞击的动力响应问题,推导出了关于撞击力F(t)的非线性Volterra积分方程,给出了薄板位移响应W(x,y,t)的一般表达式,并给出了求解计算的数值方法。作为应用实例,本文对弹性方薄板受刚球撞击问题进行了分析计算,并与无粘性支承时的结果进行了对比讨论.     

动态荷载作用下的路表响应分析

本文建立了柔性路面结构的层状半空间粘弹性力学分析模型,并从基本方程出发,在频域推导了在动荷载作用下的路表位移响应解析表达式。通过与相关文献计算结果的对比,对方法的有效性及正确性进行了验证。数值计算表明,利用本文方法求解路表的动态响应具有简单方便、精度较高的优点。     

机场环氧沥青混凝土加铺复合道面荷载应力分析

为了探究环氧沥青混凝土加铺层这种机场道面修建技术,分析复合道面结构参数对荷载应力的影响,利用ANSYS建立了机场复合道面三维有限元模型,计算荷载为SU-27飞机荷载,选取了环氧沥青加铺层顶面荷载应力、底面对应接缝处应力、底面对应接缝处弯沉值以及旧道面板最大拉应力为考察指标,分别计算了各结构参数对荷载应力的影响,并利用正交设计分析了各结构参数对荷载应力影响的显著性。结果表明:加铺层厚度、加铺层模量、基础模量与考察指标都显著相关,应作为机场环氧沥青加铺层设计的主要分析指标,因此,在设计环氧沥青加铺层时要选取合理的加铺厚度,并对基础进行必要的检测,采取相应的技术措施进行处理。     

角点支承双向密肋楼盖试验与极限平衡荷载计算方法

为了了解角点支承方形区格钢筋混凝土双向密肋楼盖的受力性能与破坏形态,寻求极限平衡荷载计算方法,进行过一块尺寸为5.46m×10.92m角点支承的两跨连续方形区格双向密肋楼盖的短期荷载试验,根据试验结果,提出了此种楼盖结构的破坏机构,并由此推导出角点支承方形区格钢筋混凝土双向密肋楼盖的极限平衡荷载计算公式。     

旧水泥混凝土路面缩缝加设传力杆的力学效应分析

为研究旧水泥混凝土路面加设传力杆带来的综合效应,对某高速公路路面缩缝加设传力杆,并修筑了不同方案的试验路,测试表明：未加设传力杆缩缝的传荷系数为0.2~0.4,加设后提高到0.7~1.0,传荷能力提高了2倍~5倍;直接受荷板的平均挠度值从0.587mm降到0.331mm,减少约1.8倍。通过ANSYS有限元建立旧水泥混凝土路面缩缝加设传力杆的三维模型,分别对已断板和未断板的5种缩缝设计方案进行的模拟对比,研究表明：旧水泥混凝土路面缩缝断面加设8根传力杆,直径28mm,间距26cm是比较经济合理的,缩缝加设传力杆将会产生很大效益,为确定经济、合理的改造设计方案提供理论依据。