基于离散元方法的沥青混凝土断裂机理分析

为了从细观角度深入分析沥青混凝土的断裂机理,根据概率理论,建立了集料质量级配与二维数量级配的关系,并通过计算机随机投放技术生成了具有2种不同沥青膜厚度的沥青混合料二维数字试件;利用离散元方法,模拟了沥青混合料小梁试件的断裂过程,分析了沥青砂浆抗拉强度、砂浆与集料黏结强度和沥青膜厚度对沥青混合料断裂过程的影响.结果表明:对于沥青膜较厚的沥青混合料而言,起裂阶段和扩展阶段的裂纹主要出现在沥青砂浆中,沥青砂浆的抗拉强度是影响混合料断裂的主要因素;当沥青膜较薄时,起裂和扩展阶段的裂纹在沥青砂浆内部和砂浆与集料界面中都有发现,砂浆抗拉强度决定着混合料的破坏应力和应变,砂浆与集料的黏结强度决定着混合料裂纹扩展的速率.     

沥青路面未确知测度结构优选模型

高速公路投资额巨大,需要科学的路面结构选择方法。针对高速公路沥青路面结构方案评价过程中存在着许多不确定的知识和信息,应用未确知测度数学方法建立了高速公路沥青路面结构优选评价模型,该方法对评价空间实现了有序分割,通过建立多指标综合测度评价矩阵对不同方案进行识别排序。应用该模型对3种典型路面结构进行了综合评价。结果表明,采用该方法得到的评价结果能够较为客观地反映沥青路面结构的综合性能。     

圆柱壳在水下爆炸作用下鞭状响应试验研究

针对药包在模型中部位置情况,研究了不同潜深,不同爆距和不同方位角下圆柱壳模型鞭状响应的发展过程和变化规律.利用大型室内爆炸筒,将高速摄影技术和应变测量相结合定量捕捉爆炸气泡和模型的相互作用过程,发现模型的响应可分解为主要受气泡滞后流支配的刚体运动和以湿模态一阶垂向振动为主的弹性振动两部分.当气泡脉动频率与模型振动频率接近时,气泡脉动压力和滞后流与模型冲击振动产生的正叠加效应,使模型产生鞭状响应,最大应变响应值为冲击波作用响应峰值的2~4倍,且受爆距、方位角和潜深影响.     

基于微观力学的沥青混合料黏弹性预测

利用微观力学和逾渗理论预测了沥青混合料的黏弹性能。将沥青混合料看作刚性粗集料颗粒夹杂于黏弹性沥青砂浆基体内的复合材料,在Laplace空间域内利用Mori-Tanaka等效夹杂理论和宏观平均理论,建立了从沥青砂浆黏弹性预报沥青混合料黏弹性的模型。基于逾渗理论修正了模型中的参数,并与静态蠕变试验结果进行了对比。结果发现:粗集料对黏弹性沥青基体性能具有增强作用,沥青混合料黏弹本构方程可以表示为粗集料增强系数与沥青基体黏弹本构方程的乘积形式。微观力学预测的增强系数较试验值偏小,误差分析发现,产生偏差的主要原因是Mori-Tanaka方法考虑集料间相互作用较弱,当粗集料体积分数较大时,预测模型精度下降。通过逾渗理论对粗集料体积分数修正后的结果与试验值较吻合。     

多年冻土地区沥青路面结构响应分析

采用ABAQUS软件进行了多年冻土地区不同沥青路面结构响应分析。分析结果表明,路基融沉深度决定了路面位移的大小,路面结构形式对路面位移影响不大,而路面基层底部拉应力主要受路面结构形式影响。随着融沉深度增加,路面位移显著增加。级配碎石基层路面层底拉应力最小,沥青稳定基层路面层底拉应力与其相当,而半刚性基层路面层底拉应力最大。考虑到级配碎石基层的强透水性、低抵抗重载交通能力等缺点,提出沥青稳定基层更适合于多年冻土地区。     

沥青路面现场压实细观特性分析

为研究沥青路面现场压实细观特性,基于离散元PFC3D(particle flow code in 3-dimensions)根据均布荷载-时间等效原则建立了考虑集料形态特征和温度影响的三维沥青路面压实模型,通过动态模量试验利用时间-温度等效原理确定了热态沥青混合料的细观参数,分析压实过程中路面厚度、集料运动、接触力及能量演化机制等.结果表明:沥青路面位移表现出非连续和不对称性,集料的运动位移、应力与压实荷位及其方向有关;压实区域与非压实区域集料的运动规律不同,在压实区域与非压实区域的过渡带集料运动方向形成了类似"涡流"状结构;压实区域材料内部以接触压力为主;外力做功和应变能在压实初期增加速率较大,后期逐渐变小;动能在初始阶段因压实应力未稳定导致集料运动速度较大发生异常,当进入稳定阶段后,动能减小.该研究结果与前期成果基本一致,表明采用离散元法建立的路面压实模型分析沥青路面压实过程的细观行为是合理可行的,离散元法是研究沥青路面细观特征的重要工具.     

基于路表分形摩擦理论的整车雨天制动性能模拟

采用一种考虑橡胶-路面摩擦特性与水膜动水压力的雨天车辆制动模拟方法,研究了积水沥青路面上车辆的制动性能。首先运用路表分形摩擦理论,基于路面功率谱和橡胶的复模量计算出橡胶-路面的动摩擦因数。然后建立轮胎有限元滑水模型,分析了不同行驶速度及水膜厚度下轮胎-水膜-路面接触力变化规律。在此基础上,建立整车动力模型,基于车辆防抱死制动机理模拟评估了积水直线与弯道路面上整车制动性能。研究表明:与干燥状态相比,潮湿状态下橡胶-路面动摩擦因数下降了13%～34%;轮胎滑水过程中,随着轮胎行驶速度的增加,轮胎-路面接触力逐渐减小、水流竖向托举力逐渐增大,水膜厚度的增加也会产生相同的效果;较低的车辆行驶速度、较小的路表水膜厚度以及防抱死系统,都能有效降低车辆制动距离;相比于单个车轮的临界水漂速度,采用整车模型分析积水路面车辆行驶状况更切合实际状态。     

冻土路基护道地温特征研究

一般地区路基工程设置护道是从边坡的力学稳定性方面考虑的，青藏公路整治改建期部分路段设置护道隔阻路基坡脚处积水，护道因具有保温作用而被称为可保温护道，青藏铁路建设参照青藏公路也设置了保温护道。为研究护道对冻土路基温度特征的影响，根据青藏公路试验工程地质特点，运用数值模拟方法计算路基温度场，并进行试验工程测温孔实际观察数据的对比分析，系统地研究了冻土路基护道地温特征变化规律。研究结果表明：设置护道对人为上限、年平均地温及融化盘等路基地温特征影响有限，但融化深度、年平均地温均表现为增大趋势；高温冻土区护道会加剧路基下冻土退化；冻土路基护道不应作为提高路基热稳定性的主要措施。     

利用铝土矿选矿尾矿制造烧结空心砌块的试验研究

本文介绍了铝土矿选矿尾矿制造烧结空心砌块的研制情况及原料配方的选择、工艺流程和相关的成型、干燥、焙烧等控制参数,阐述了产业化应用方案。     

大型核电站常规岛冷端系统优化

运用Steam Pro和Steam Master热力计算软件,从核电站设计和工程的角度出发,采用技术经济整体分析的方法,对1 000MW等级核电站常规岛配置方案进行冷端系统研究和优化,为大型核电站冷端系统的优化设计提供参考。