弹性地基多块板结构的材料参数反演分析

应用有限元压缩柔度矩阵,建立了具有接缝传荷能力多块板的位移计算方法．在此基础上,根据系统识别原理,应用修正牛顿法作为参数调整算法建立了具有接缝传荷能力的弹性地基多块板结构材料性能的反演分析方法．反算结果表明,在相当大的模量初始值范围内,该方法具有稳定的收敛性     

弹性地基多块板结构的材料参数反演分析

应用有限元压缩柔度矩阵,建立了具有接缝传荷能力多块板的位移计算方法,在此基础上,根据系统识别原理,应用修正牛顿法作为参数调整算法建立了具有接缝传荷能力的弹性地基多块板结构材料性能的反演分析方法,反算结果表明,在相当大的模量初始值范围内,该方法具有稳定的收敛性。     

重载交通水泥路面传力杆设计的力学分析和建议

建立了Winkler地基上的双层结构模型,分析了传力杆几何尺寸、空间位置、与混凝土结合状况及布设方式对接缝传荷能力、传力杆内力和面层底部最大应力的影响。结果表明,增加传力杆直径和长度不能有效提高传荷能力;弯沉传荷系数随传力杆竖直偏角的增大线性减小,随传力杆支撑模量的增大呈指数增大,随松动量的增大呈二次曲线下降;传力杆数量相同时,布设在轮迹带上与沿横缝均匀布设的传荷能力相近,达到一定数量后传荷能力不再因布设位置、层数明显变化。     

公路隧道复合式路面结构的力学性能研究

建立了公路隧道复合式沥青路面结构的三维有限元分析模型,对单轴双轮轴载作用下的隧道复合式路面结构接缝处沥青混凝土内部和界面处应力进行了分析比较,确定偏载为最不利加载位置,提炼出关键的设计指标：纵缝边缘加载位中心对应的沥青层底水平拉应力和接缝处沥青层顶面竖向剪应力。通过对不同沥青层厚度、不同弹簧刚度以及不同基岩模量和基层模量下沥青层应力曲线响应进行探讨分析,确定出接缝具有较好的传荷能力,可以有效降低沥青层的厚度,设置模量较高的基层,有利于降低对接缝传荷能力的依赖。     

钢纤维混凝土路面接缝传荷性能衰减规律的试验研究

为研究不同因素对钢纤维混凝土(SFRC)路面接缝传荷性能衰减规律的影响,进行了20个不同传力杆长度、直径、混凝土板厚度及钢纤维掺量的路面板试件疲劳试验.简单介绍了试验的方案设计,包括原料选择、因素水平选取、试件制作和加载方案确定等.结果表明:掺加钢纤维能够有效提高路面板接缝的传荷性能,降低传荷系数衰减速率;不同因素下的SFRC试件接缝传荷系数衰减曲线特征相似,分为快速衰减和平稳下降两个阶段,当钢纤维体积掺量≤0.6%时曲线表现为三阶段衰退;传力杆直径、长度及钢纤维掺量的增加均能提高接缝传荷性能,但提高幅度十分有限,其中钢纤维掺量影响最大;接缝传荷系数衰退速率随钢纤维掺量的增加而减小,与传力杆直径、长度及混凝土板厚度因素无关;试验条件下,荷载作用100万次后的SFRC试件传荷系数仍保持在90%以上,具有优良的传荷能力.试验结果为SFRC路面结构设计提供了参考.     

混凝土接缝传荷能力与方法分析

混凝土接缝传递荷载性能的好坏直接决定接缝的使用性能,通过分析接缝的各种传荷方法,进而选择挠度比值方法为最佳传荷方法,这种传荷方法不仅可以明显减少接缝处的变形,而且可以防止混凝土路面断裂破坏的发生。     

水泥混凝土路面纵缝拉杆传荷试验研究

在分析重复荷载作用下接缝工作机理的基础上,通过弯曲疲劳试验,研究不同板厚、拉杆长度和拉杆直径等条件下水泥混凝土路面纵缝拉杆传荷能力.结果表明:纵缝传荷系数的变化在荷载作用50万次前后大致分为快速下降阶段和保持阶段;纵缝传荷系数随着拉杆直径和拉杆长度的增加而增大,但增幅不足9%;纵缝传荷系数随着板厚的增加而降低,幅度约为8%;结合现行规范对于旧水泥混凝土路面接缝传荷能力等级的评定,表明在试验模拟的工况下,荷载作用50万次后纵缝传荷系数保持值均在80%以上,具有优良的传荷能力.     

刚性路面接缝效能分析中一个重要公式的适用范围

对水泥混凝土路面接缝传力模型与传荷效能分析方法作了综述。对传荷研究与实测中经常使用的重要公式：δＬ＋δＵ＝δＥ作了理论推导,明确了其适用范围及使用条件。以一维梁为例,对所推导的公式作了初步计算,计算结果表明,该公式对两种传力模型均可使用。同时指出公式的使用不受荷载形式与地基模型的影响。本文为上述公式在路面工程领域的应用提供了坚实的理论基础。     

旧水泥混凝土路面路况评价与沥青加铺层设计

结合湖北省某三级路改造的工程实践,采用最新《公路水泥混凝土路面设计规范》所述方法,对旧水泥混凝土路面进行了路面损坏状况调查评定、接缝传荷能力和板底脱空状况调查评定和路面结构参数调查等.并针对不同路况,提出了相应的沥青层加铺改造方案.     

温度梯度下水泥混凝土路面接缝张开量数值分析

为了分析水泥混凝土路面在不同结构组合和材料参数下的接缝张开量变化情况,通过三维有限元数值方法,建立接缝模型,量化分析了各因素对接缝张开量的影响,表明温度梯度、基层模量、面板长度以及面板厚度对接缝张开量的影响显著,接缝张开量与温度梯度呈对数关系,与基层模量呈乘幂关系,与面板长度和面板厚度呈指数关系.基于前述分析,回归出综合考虑4因素的接缝张开量模型公式,并利用实测数据对其进行修正,从而为水泥混凝土路面接缝设计和填缝料选用提供参考依据.     

一种新型混凝土路面的有限元分析

根据弹性半无限地基上弹性薄板力学模型理论,结合三维有限元法,采用典型的水泥混凝土路面结构,利用大型通用有限元分析软件AN SY S的接触非线性模块,对一种新型的企口板路面进行了模拟仿真,并计算分析了几种材料参数对路面力学性能的影响,企口板接缝之间的传荷能力,为今后的水泥混凝土路面结构分析提供参考.     

温度-荷载作用下新旧混凝土道面接缝力学性能

为研究新旧混凝土道面接缝处温度-荷载对机场道面板间力学性能的影响,基于Winkler地基模型,采用有限元方法建立了道面结构温度场计算模型.同时对华东地区某机场道面进行了重型落锤式弯沉测试,通过对比分析新旧道面板上不同位置处的弯沉、脱空判定值及传荷系数的变化规律,验证了计算模型的可靠性,进一步分析板底拉应力作用机理.结果表明：现场测试弯沉值考虑温度的影响,以保证对新旧道面板的板底脱空判定值和接缝传荷能力评价结果的可靠性;新旧道面间接缝的传荷系数与温度呈较好的二次曲线关系;随温度升高,在荷载作用下板底集中应力无法有效地释放,新道面的板底拉应力明显增大;提高道面板弹性模量可增强接缝处新旧道面板间应力扩散传递,但也会增大板底拉应力,易导致道面板沿板底向板顶开裂破坏.     

加阻尼的Winkler地基上多块板的动力分析

多块板之间的接缝传荷及其与地基相互作用的动力时域问题是刚性路面和机场进行无损检测和评价中的一个重要问题 .利用有限元方法 ,通过对各板隔离分析并将相应矩阵进行扩充 ,使得具有结缝的不连续问题可以像连续问题一样进行有限元分析计算 .该方法不仅可用于求解多块板系统的静力问题、频域下动力问题 ,将地基简化为弹簧和阻尼器 ,可成功地用于动力时域问题 .     

进化算法结合神经网络反演刚性路面模量

为解决传统路面结构参数反演分析方法易陷于局部最优解的问题,根据弹性地基上的小桡度薄板理论,建立了刚性路面有限元计算模型,模型中假定接缝只传递剪力,用压缩柔度矩阵方法考虑接缝的约束条件,用有限元模型构造训练集对BP神经网络进行训练,依靠BP网络的记忆和联想功能建立结构层模量与路面弯沉盆之间的映射关系,利用进化算法(GA)在搜索空间内找出使弯沉盆误差最小的一组模量组合,实例计算结果表明进化算法结合神经网络方法反演刚性路面模量的最大误差只有2．8％。     

侧向卸荷条件下结构性软黏土典型力学特性

为研究海积结构性软黏土在侧向卸荷路径下的结构损伤特性,通过温州瑞安软黏土侧向卸荷条件下的应力路径试验,研究侧向卸荷路径和结构性对软黏土应力-应变关系、强度、初始卸荷模量等典型力学特性的影响;分析应力路径和土样深度对初始结构性及损伤特性的影响.试验结果表明:温州软黏土应力-应变关系呈明显应变软化型,具有较强的结构性;侧向卸荷条件下,初始切线模量与平均固结压力呈线性关系,斜率为加荷条件的1.4倍;侧向卸荷条件下达到峰值强度时对应的应变较常规加荷条件小.拓展了应力比结构性参数的应用范围,计算结果表明侧向卸荷条件下初始应力比结构性参数明显大于常规加荷条件.结构损伤曲线可分为平稳损伤、加速损伤和减速损伤三段,常规加荷条件下加速损伤段的损伤速率明显大于卸荷条件,这种差异与其各向异性有关,施工时需予以重点关注.     

基于非线性模糊法的水泥路面性能评价

针对现有路面性能评价方法主观性强的不足,考虑水泥路面性能影响因数的层次性、模糊性以及评价活动本身的复杂性,提出采用非线性模糊方法进行水泥路面性能评价.选取路面破损状况指数（PCI）、行驶质量指数（RQI）、国际抗滑指数(IFI)、断板率（DBL）、基层顶面当量回弹模量（Et）、接缝传荷能力（Kj）和板底脱空率（Rv）作为水泥路面性能评价指标.将层次分析法和区间数学理论方法结合确定各指标的区间权重,引入模糊理论和非线性模糊法确定隶属度和进行矩阵加权非线性运算,建立基于非线性模糊理论的水泥路面性能评价模型.该方法减少主观因数对权重的影响,能够反映某些指标对路面性能的突出影响,弥补传统线性评价方法的不足.将方法应用于具体工程的水泥路面性能评价,结果表明,该方法是一种准确、客观的评价水泥路面性能的新方法.     

基于振动传递的水泥混凝土路面接缝损伤感知

采用振动传递理论分析了接缝刚度对振动跨缝传递特性的影响机制,并通过40万次缩尺度室内疲劳加载测试,验证了接缝边界损伤对振动传递特性的影响规律,据此建立了基于振动传递率的接缝损伤感知方法。依托6块水泥混凝土路面板接缝的振动传递率实测结果,并与弯沉比检测结果进行对比,检验振动传递率感知接缝损伤的实际效果。结果表明：接缝两侧振动传递率与接缝刚度显著相关（相关系数>0.8）,在不同季节和不同接缝的重复性测试中振动传递率均能够灵敏、准确地感知接缝损伤（刚度损失比识别精度为±0.069）,验证了该接缝损伤感知方法的可靠性。     

基于应力吸收层的水泥混凝土沥青加铺路面力学特性分析

为了研究设置应力吸收层后旧水泥混凝土沥青加铺路面结构的力学响应,采用有限元分析方法,建立水泥混凝土加铺路面接缝在最不利温度时的温度-荷载耦合模型,对不同沥青加铺层厚度、模量和不同应力吸收层厚度、模量工况下的温度应力与温度-荷载耦合应力进行研究.根据计算结果,提出了沥青加铺层、应力吸收层的合理厚度范围,并对加铺层与吸收层的模量加以控制.     

多孔混凝土基层缩缝处沥青面层荷载应力分析

为了研究多孔混凝土基层上覆沥青面层的受力状态,建立了沥青路面三维有限元模型,引入横观各向同性弹性本构关系模型作为正交各向异性接触模型,利用有限元软件ANSYS计算了多孔混凝土基层缩缝处沥青面层的荷载应力.计算结果的对比分析表明:当沥青面层模量不超过1 600 MPa时,多孔混凝土基层缩缝处沥青面层处于受压状态.荷栽作用下,多孔混凝土基层缩缝处沥青面层内的最大剪应力随面层模量的增加而减小,随面层厚度的增加而减小,随基层厚度的增加而减小,随基层与地基模量比的增加而增加.     

沥青混凝土路面抗车辙性能有限元分析

通过分析车辙病害发生的主要原因,确定形状改变比能为其评价指标。建立有限元模型,以面层结构内形状改变比能为研究对象,分析了高温条件下沥青面层内的抗车辙区域,并分别研究沥青面层厚度、模量、以及基层模量对沥青面层抗车辙变形能力的影响规律。结果表明:面层内主要抗车辙区域为中面层,路面结构中面层的整体模量,各层模量比,面层厚度,基层模量对面层抗车辙性能均有一定的影响。