盖被层结构参数对混凝土道面双层板的影响研究

针对直接式水泥道面双层板结构,运用有限元方法分析了盖被层厚度、盖被层弹性模量以及道面板分块尺寸这3个盖被层结构参数对水泥混凝土道面双层板荷载应力和道面弯沉的影响,得出的结论可为下一步进行水泥混凝土道面双层板设计提供理论参考。     

公路飞机跑道柔性道面结构力学响应分析

利用有限元分析软件ANSYS,建立某加铺及新建高速公路飞机跑道柔性道面结构模型,模拟道面结构的实际受力状态,对公路飞机跑道道面结构力学响应进行三维数值模拟仿真分析,通过计算在不同机型飞机荷载作用下的底层拉应力和表面弯沉值,得出合理的公路飞机跑道道面承载力参数。结果表明,该加铺及新建高速公路飞机跑道道面底层弯拉应力和表面弯沉都不大,各层的底层弯拉应力均小于设计强度,道面承载能力能够满足建设要求,有效保证了工程的使用性与安全性。     

大型军用飞机多轮荷载作用下水泥混凝土道面的结构响应

以伊尔-76为例,考虑大型军用运输机复杂起落架构型和多轮荷载的作用特点,基于“地基-道面结构-飞机轮载”的相互作用,并采用弹簧单元模拟道面板的接缝传荷,借助ABAQUS软件建立了足尺9块水泥混凝土道面板的三维有限元分析模型。应用该模型,计算了多轮荷载不同组合作用下水泥混凝土道面的应力和变形,揭示了道面结构的力学响应,即在多轮荷载作用下,道面结构的最大应力位于轮载作用位置的板底部;与8轮荷载组合相比,16轮荷载组合作用下道面结构的应力和变形较小;而且,道面板弹性模量、基层回弹模量和地基反应模量对板底弯拉应力影响显著。     

机轮荷载差异对机场水泥混凝土双层板的影响研究

通过试验研究了四种不同机型的机轮荷载对直接式双层水泥混凝土道面板的影响,并用ANSYS软件进行了数值模拟。研究发现,双层板的最大拉应力出现在板纵缝边缘中部,最大拉应力和道面弯沉均随着机轮荷载的增大而增大,且模拟的结果与试验结果基本一致,验证了通过ANSYS软件进行机场道面双层板受力分析的可行性。     

移动荷载因素对带接缝水泥混凝土路面动力响应分析

基于ANSYS有限元模型,考虑车辆移动过程中荷载对路面的垂直荷载作用、水平荷载作用以及跳车引起的冲击作用,分析了水泥混凝土路面接缝动力响应随车辆载重和行驶速度的影响,得到了移动荷载下不同车辆因素与带接缝混凝土路面板动态响应的大致关系。结果表明:接缝处垂直应力随行驶速度的增加而减小,随车辆轴载的增大而线性增加;土基顶面的弯沉占混凝土面板总弯沉量的主要部分,接缝处的弯沉值随车载的增大而增大,随行驶速度的增大而减小;水泥混凝土路面层及水稳碎石基层消散了大部分水平剪力,不同超载率下最大水平剪应力均发生在面板表面且随着超载率的增加而增大。     

考虑接缝影响的机场刚性道面的有限元分析

以Marc有限元软件为工具,对道面面层和接缝用板单元进行模拟,考虑面层和基层之间的界面接触,建立了基于＂地基—道面结构—飞机轮载＂的相互作用的足尺9块板水泥混凝土道面三维有限元模型,应用该模型,计算了飞机当量单轮荷载作用下刚性道面结构的力学响应,得出道面各结构层模量对板底应力的关系。     

CFRP加固预应力空心板受弯性能非线性有限元分析

为了有效补充有限的试验研究和进一步深入探讨,采用有限元方法对碳纤维布加固预应力空心板进行了非线性有限元分析。根据4块碳纤维布加固预应力空心板的实验研究结果,建立了合理的三维有限元模型。以不同的粘贴方式为参数,进行碳纤维布加固预应力空心板受弯性能非线性有限元分析。结果表明:碳纤维布总用量一定时,粘贴方式为单层四幅的预应力混凝土空心板的极限承载力和延性最为显著,碳纤维布的应变最大。计算得到的荷载挠度曲线、碳纤维布的应变曲线、开裂荷载和极限荷载都与试验结果吻合较好,可以较好地模拟碳纤维布加固预应力空心板的受弯性能。     

水泥混凝土路面加铺沥青罩面层力学响应分析

通过使用通用有限元软件ABAQUS,分别建立未加铺沥青层与加铺沥青层两种结构模型,分析在车轮荷载作用下的力学响应,研究加铺层对道面结构的影响,得出结论:加铺沥青罩面层前后路表最大弯沉均出现在车轮荷载作用位置处,层底最大水平拉应力均出现在车轴中点处;增加沥青层的厚度可以减小沥青层和水泥混凝土板底的拉应力。     

沥青稳定碎石过渡层对沥青路面结构力学响应的影响

为研究设置沥青稳定碎石过渡层的沥青路面结构力学响应差异,基于东北地区常见路面结构,利用ABAQUS有限元软件建立了3种不同结构形式的沥青路面三维有限元力学模型,进行力学响应分析.结果 表明,在路面总厚度不变的情况下,增加沥青稳定碎石过渡层的厚度后,可显著降低路面结构的路表弯沉及沥青面层层底拉应变,但会增大底基层层底拉应...     

层布式钢纤维混凝土复合路面设计研究

层布式钢纤维混凝土结构具有优良的抗弯拉性能,可有效降低普通混凝土路面板板厚。通过有限元软件ANSYS,构建了层布式钢纤维混凝土路面(LSFRCP,Layered Steel Fiber Reinforced Concrete Pavement)、层布式混杂纤维混凝土路面(LHFRCP,Layered Hybrid Fiber Reinforced Concrete Pavement)和层布式钢纤维柔性混凝土路面(LSFFCP,Layered Steel Fiber Flexible Concrete Pavement)的有限元计算的模型;研究了路面板的板长与板厚和基体混凝土弹性模量在行车荷载、温度作用下的变化规律:荷载应力随板长的增加先降低后增加,随板的厚度的增加而降低;荷载应力和温度应力随基体混凝土弹性模量的增加而增加;温度应力随着板长和板厚的增加先增加后降低。给出了LSFRC、LHFRC和LSFFC复合路面板设计的主要思路;编制了不同路面板长在不同交通等级下的最小板厚表。     

粘弹地基上弹性道面板的弯沉求解

以一种更符合道面实际的力学计算模型——移动荷载作用下粘弹性地基上无限大弹性薄板系统来研究机场刚性道面弯沉的求解,应用线性系统的叠加原理和坐标变换,建立求解系统的动力响应广义积分公式,把运动荷载问题转化为获取位移脉冲响应函数。在柱坐标中利用拉普拉斯和汉克尔变换求解板在瞬时点源荷载作用下的解,再结合广义积分得到道面板在移动荷载作用下的弯沉解析解     

复合道面结构抗冲击性能试验与数值模拟

采用大型落锤冲击机对一种新型复合道面板进行了冲击荷载作用下的动态响应试验,该新型复合道面板自上而下依次为:土工格栅加固的沥青混凝土(AC)层、高强度混凝土(HSC)层及复合水泥基(ECC)层。通过落锤冲击试验获得道面层结构的损伤形式及变形特征,随后采用混凝土损伤材料模型模拟复合道面体系中混凝土类材料的动力特性。对材料模型的主要参数进行验证和确定,包括界面特性和各层材料的动力增长因数。根据新型复合道面体系的实验室落锤冲击试验结果,通过比较其破坏形式、损坏直径及位移值对数值模型进行了校核和验证。结果表明:提出的考虑界面性能和动力增长因数的三维数值模型能够较准确地模拟该复合道面体系在冲击荷载作用下的真实特性,且验证后的模型可进一步应用于研究不同因素（材料强度、断裂能及层间界面）对新型复合道面体系在不同冲击荷载作用下抗冲击性能的影响。     

三种典型沥青路面结构的力学特性分析

基于BISAR 3.0路面应力计算软件,针对三种典型沥青路面结构:半刚性沥青路面结构、复合式沥青路面结构及柔性沥青路面结构建立了计算分析模型,分析研究了路表弯沉值、层底弯拉应力和应变性能等多个力学指标的变化情况。结果表明:①标准荷载下,三者的弯沉值随X坐标总体分布相似,弯沉值变化趋势线存在差异,具体关系如下:复合式沥青路面>半刚性沥青路面>柔性沥青路面。②基层结构内部的弯拉应力及应变最不利位置均位于单轮荷载中心处,对路面纵向荷载型裂缝产生直接影响。③复合式沥青路面结构各性能指标均介于半刚性基层和柔性基层路面之间,且兼顾两者的力学性能优点,在沥青路面设计和结构形式选择中应优先考虑。     

薄层水泥混凝土路肩硬化结构设计

农村公路路肩硬化是目前农村公路提档升级工程建设的一项重要措施,薄层水泥混凝土路肩硬化结构是常用的一种形式。本文通过有限元模型计算不同尺寸水泥混凝土面板板底的弯拉应力,从而通过公式计算得到面板的行车荷载疲劳应力与综合疲劳应力;随后通过与低交通下混凝土的弯拉强度标准值比较,得到不同的路肩硬化宽度所对应的水泥混凝土板的合理尺寸,形成了薄层水泥混凝土结构路肩硬化的设计方法,为工程应用提供指导。     

考虑荷载应力分布的机场刚性道面累积损伤优化模型

分析美国FAA道面设计法和利用通行覆盖率计算道面累积损伤存在的缺陷,提出刚性道面累积损伤模型须考虑道面板荷载应力分布的影响。提出飞机对道面的作用以覆盖作用曲线表示,且服从正态分布规律,根据主起落架构型的等效原则,得到覆盖作用曲线和总通行覆盖次数的确定方法;研究道面板荷载应力的分布规律,以荷载作用位置中心点至道面板纵向中心线的横向距离与板宽的比例为参数,将道面板纵向上各点的荷载应力的最大值映射到板的横边,建立道面板横向应力分布函数;利用覆盖作用曲线与应力分布函数建立道面板的累积损伤优化模型,实例验证模型的正确性,该模型可应用于刚性道面结构和道面分块的优化设计。     

柔性基层的沥青路面结构力学研究

根据常用的柔性基层材料,拟定了两种基层结构,对比分析其在不同温度下路表弯沉、面层层底拉应力与剪应力以及基层层底拉应力与剪应力的变化规律,从而探索最优路面结构形式组合。     

预应力混凝土双T板结构性能检测试验与数值分析研究

为研究预应力混凝土双T板在实际工程中的受力变形情况,按照受弯预制构件结构性能检验的要求,进行了现场结构性能试验,得到了荷载-跨中挠度曲线。利用有限元分析软件ABAQUS模拟现场试验,探究了双T板变形发展的全过程。将有限元数值模拟得到的荷载-跨中挠度曲线与试验值进行比较,结果表明：有限元计算的荷载-跨中挠度曲线在弹性阶段与试验值基本吻合,该有限元模拟方法较可靠。在有限条件下,数值模拟的方法可以作为双T板结构性能检测的补充。     

冻融后预应力混凝土构件受弯性能有限元模拟

为有效研究冻融后预应力混凝土构件受弯性能,利用ANSYS对《冻融后预应力混凝土受弯性能试验及数值模拟》一文中5根试验构件建立有限元模型,采用非线性本构模型,揭示冻融对预应力混凝土受弯构件力学性能影响的变化规律,得到了有限元模拟荷载-位移曲线,并给出了有限元仿真模型命令流,模拟结果能为我国北方地区混凝土结构的塑性极限分析提供参考。     

冲击荷载下半柔性道面材料的本构关系研究

对半柔性道面特性分析后发现,半柔性道面材料能够适用于混凝土非线性弹性本构模型。在非线弹性本构模型的基础上引入损伤因子对本构方程进行优化,最终确定了冲击荷载下半柔性道面材料的动态本构方程。对3种不同空隙率的半柔性道面材料的试验数据进行拟合,发现优化后的方程可以较好地描述半柔性道面材料在冲击荷载下的动态力学性能。     

基于ANSYS的柔性基层沥青路面结构力学特性分析

运用有限元软件ANSYS,对柔性基层路面结构进行标准轴载作用下的数值模拟,分析柔性基层路面结构各层弯沉w和应力σ等的力学特性。通过分析得出标准轴载作用下路面弯沉w和应力σ的大小分布情况,可为充分理解柔性基层路面结构力学特性并进一步进行道路的设计提供一定的参考和依据。