声振法检测水泥混凝土路面板纵缝脱空试验与数值仿真分析

为了研究声振法检测水泥混凝土路面板纵缝脱空动力响应,针对水泥混凝土路面板纵缝脱空,采用室内缩尺试验和数值仿真结合的方法,通过传感器采集和分析室内试验中水泥混凝土路面板的应变和振动加速度。同时,结合试验情况建立水泥混凝土路面板纵缝脱空有限元模型,对路面板进行数值仿真分析,并与试验解进行了对比。结果表明:随着水泥混凝土路面板纵缝脱空面积的增大,路面板最大振幅对应的频率逐渐降低,振动时间逐渐延长,板的振动加速度和应变逐渐增大,其中板底应变大于板顶应变,且不同落锤高度也对试验结果有一定影响;纵缝脱空水泥混凝土路面板的最大振动加速度、应变和振动时间明显大于非脱空水泥混凝土路面板,而最大振幅对应的频率小于非脱空路面板;纵缝脱空试验解与数值解对比表明数值解是可行的,二者可以互相验证。     

基于单点弯沉值的水泥路面脱空判定影响因素分析

针对单点弯沉值判定水泥路面板底脱空中存在的问题,采用ABAQUS有限元软件建立了典型路面结构不同脱空深度和不同脱空尺寸三维模型,分别在考虑温度场和不考虑温度场两种情况下施加5t荷载,模拟分析了不同脱空深度、尺寸和环境温度对单点弯沉值进行脱空判定的影响程度,并进行了现场试验验证,总结了单点弯沉值脱空检测的适用范围,用来指导水泥混凝土路面的板底脱空检测。     

基于振动感知的混凝土铺面板底脱空识别方法

水泥混凝土铺面在使用过程中常由于冲刷和沉降产生脱空，进而诱发断板、错台等病害，严重影响铺面使用性能。为此，提出一种基于振动感知的混凝土铺面板底脱空识别方法，以有效控制混凝土铺面的结构性损坏。通过有限元数值模拟与室内试验，发现板底脱空会影响铺面板局部振动的频谱分布，且影响程度与脱空面积、位置等因素相关。在此基础上，采用分布式光纤传感技术搭建铺面板振动感知系统，分布式地采集铺面板振动特性；利用时频分析技术解析铺面板振动特性，捕获振动频谱特征；研究不同脱空状况下铺面板局部的振动频谱特征。分析结果表明：脱空状况对20~150 Hz频段上频谱特征的影响显著；以该频段为敏感频段，计算加权频率的变化量，并以此为脱空监测指标，提出基于振动感知的混凝土铺面板底脱空识别方法。于上海龙华机场开展现场试验，在3块铺面板内搭建了分布式振动感知系统；采集了12个测点不同日期的动态弯沉与振动特性数据，比较了振动感知法和传统弯沉法的脱空识别结果。试验结果表明：2种方法的识别结果趋于一致且具有较好的相关性，验证了振动感知法用于脱空识别的可行性。     

利用瞬态冲击法进行混凝土路面板脱空检测的研究

论述了混凝土路面板板下脱空形成的机理和危害,介绍了现在广泛使用的两种脱空检测方法,即FW D落锤式弯沉仪检测法和GRP探地雷达检测法,着重阐述了利用瞬态冲击法进行路面板脱空检测的理论基础,并通过一模型试验进行脱空检测的模拟,其结果证明了该方法在理论、试验上是可行的;并在实际路面板上做了相应的试验,得出的结果和模型试验的结果相一致。并对今后的研究工作做出了展望。     

基于ANSYS的水泥路面板底脱空力学模拟分析

针对板底脱空极易导致水泥混凝土路面板的断裂和破碎,并严重影响水泥混凝土路面板使用性能和疲劳寿命的情况,以烟台-威海高速路试验段为依托工程,将水泥路面板和板底脱空部分作为统一的力学分析体系,采用三维有限元软件对存在板底脱空的水泥路面结构进行了模拟,并对温度和轴载耦合作用下路面板的等效应力、最大剪应力及弯沉进行了计算,分析了不同降温幅度对路面板力学状态的影响,研究了存在板底脱空的水泥路面板的力学特性和弯沉变化规律。     

水泥混凝土路面板脱空的弯沉值影响因素分析

利用有限元分析软件ANSYS,建立了路面板脱空的三维有限元模型,通过与试验数据的比较,证实了该模型的合理性。在此基础上,分析了脱空尺寸、脱空高度、脱空形状以及脱空面积对脱空路面板弯沉值的影响。分析表明,脱空水泥混凝土路面板的最大弯沉值出现在板角;随着板底脱空尺寸和脱空面积的增大,路面板的最大弯沉值亦逐渐增加;脱空高度以及脱空面积相等时脱空区域形状对弯沉值的影响很小。     

声振法对刚性路面板脱空状况检测应用的研究

采用声振法研究混凝土路面板脱空与声学特征变化的关系,利用有限元方法分析有、无脱空混凝土路面板的振动频率。通过声振法检测,得出脱空的范围与声学特征参数有很好的相关性。以某一脱空路面为例,通过计算分析,提出以反映路面脱空位置和程度的固有频率和频率下降率的组合参数来识别路面的脱空面积大小和位置,为用声学特征进行混凝土路面脱空等缺陷无损检测提供理论和实验依据。该法速度快、精度高,便于实际应用。     

基于截距法的水泥路面脱空判定影响因素分析

针对截距法判定水泥路面板底脱空中存在的问题,采用ABAQUS有限元软件建立了典型路面结构不同脱空深度和不同脱空尺寸三维模型,分别在考虑温度场和不考虑温度场2种情况下施加多级荷载,模拟分析荷载等级和环境温度对截距法进行脱空判定的影响程度,总结截距法脱空检测适用范围,用来指导水泥混凝土路面的板底脱空检测。     

地震波法检测水泥混凝土路面板脱空室内试验研究

分析了地震波法检测水泥混凝土路面脱空的基本原理。借助IDTS3850振动测试仪,进行了室内混凝土脱空板振动模拟试验,记录与分析了室内不同脱空状态下水泥混凝土路面板的微地震波,初步获得了室内模拟水泥混凝土路面板在不同脱空状态下的振动特性规律。结果表明:室内板底脱空程度越严重,板体振动系统受到激励作用时产生的自然频率越低,振动时间越长,振幅则越大。     

混凝土路面板下脱空识别的瞬态冲击响应法研究

在总结当前混凝土路面板脱空检测方法的基础上,提出了用于脱空识别的瞬态冲击响应法。通过脱空路面板的模型试验具体阐述了该方法在脱空识别中的使用,结合测点振幅的三次样条拟合曲线提出了脱空边界的"零斜率"判别法。试验结果表明实际的脱空边界是一个模糊的区域,而采用"零斜率"判别法得到的脱空区域略偏于保守。最后通过在实际混凝土路面上进行的测试验证了瞬态冲击响应法的可行性。该方法同时也为今后的细化研究和相关测试仪器的开发打下了基础。     

水泥混凝土路面脱空区域接触补偿求解方法探讨

针对水泥混凝土路面板脱空产生机理,充分考虑实际工况下面板与基层的接触状态,建立了脱空分析模型。并基于该模型首次提出了"接触补偿"的概念,并指出其为水泥混凝土路面三点回归脱空识别方法中荷载~弯沉曲线出现截距值的根本原因。采用考虑接触的非线性有限元方法对脱空区域面板与基层接触面进行分析计算,结果表明:接触补偿大小与斜率差之间具有非常好的相关性,并且脱空区域顶面曲线形状对接触补偿大小的影响不大。研究结果为水泥混凝土路面脱空的定量识别提供理论基础,对水泥混凝土路面的养护技术发展具有重大工程实用价值。     

基于复合路面板底脱空对路面弯沉影响分析研究

板底脱空是水泥混凝土路面及复合路面最典型的病害类型，对于板底脱空的检测评价，一直是路面维修养护工程面临的难题，由于复合路面铺设沥青混凝土表面功能层，而沥青混凝土是一种受温度影响的黏弹性材料，因此，复合路面结构弯沉在沥青层厚度和温度等因素的影响下，其脱空判断更具复杂性。运用有限元分析方法对不同因素影响下板底脱空引起的弯沉变化进行分析研究，总结弯沉变化规律，为复合路面板底脱空标准的制定提供理论依据。     

水泥混凝土路面板角脱空的有限元应力分析

文章探讨了板底脱空的形成机理,应用有限元方法,分析了在不同车辆荷载(单轴和双轴)作用下有限尺寸板在脱空状态下的荷载应力,研究发现水泥混凝土面层板板底脱空区沿板横缝近似对称分布,且为近似的三角形楔形体,距板角愈近脱空高度愈大。当板角脱空面积达到1/2×1.0×1.0m2左右,面板最大拉应力的作用位置由板底转到板顶,可以认为,1/2×1.0×1.0m2的脱空面积是给面板带来不利影响的临界值。     

基于FWD的水泥混凝土路面脱空与传荷作用机理动力有限元分析

采用动力有限元方法,研讨了基于FWD荷载作用下的水泥混凝土板下基础脱空与接缝传荷间的相互作用机理,以了解不同脱空尺寸和不同传荷能力对面板受力和路表各传感器弯沉盆曲线形状及弯沉盆参数的影响,为有效评定水泥混凝土路面地基脱空提供理论依据和参考。     

基于路面雷达的水泥路面脱空检测正演模拟与试验分析

针对路面雷达在路面结构层缺陷检测中对判定人员的经验要求高、不同的脱空类型难以区分的问题,采用电磁波时域有限差分法对水泥混凝土路面板底脱空进行正演模拟,分析板底存在不同尺寸气充空洞和水充空洞时的图像差异。通过现场的脱空模拟试验,验证了理论分析结果,提出了路面雷达在水泥路面检测过程中的测试要求。     

水泥混凝土路面板底脱空成因分析及处治技术

通过分析水泥混凝土路面板底脱空的破坏形态,得出了水泥混凝土路面产生板底脱空的深层次原因,同时,基于力学计算和疲劳寿命预估,研究了面板厚度和脱空尺寸对脱空板体临界截面弯拉应力和使用寿命的影响.在此基础上,提出了适用于水泥混凝土路面板底脱空处治的技术措施及施工质量控制标准,以有效处治水泥混凝土面板脱空问题,延长混凝土路面使...     

机场混凝土道面板底竖向脱空量分析模型

通过设定不同温度梯度使道面板翘曲以模拟道面不同脱空程度,采用有限元方法分析了板底竖向脱空量与道面板厚度 h、基层厚度、接缝传荷能力、基层反应模量及道面板材料参数、道面板角中弯沉比、边中弯沉比的相关关系,并通过大量数据分析得到了道面板竖向脱空量的理论分析模型。经机场道面钻芯及弯沉测试数据验证表明,本经验公式预测值完全符合实际情况,可以作为脱空量的判定公式。     

曲率模态法在水泥混凝土路面板脱空检测中的应用

以水泥混凝土路面板为研究对象，应用有限元软件MSC．PATRAN将其模拟为四边简支矩形板模型，并对其进行实体单元划分，模拟了不同板下支撑方式（边界条件）下实际路面中发生较频繁的各类脱空状况，进行有限元分析，在实验室制作相对应的各类脱空模型板，采用多点激励单点采集方式进行模态试验，由定量化激振器进行激励，加速度传感器采集在同等激励下的响应。通过对有限元分析及室内试验结果分析可知：应用曲率模态方法可以对水泥混凝土路面板脱空边界进行识别，确定脱空范围，但要实现精确识别区域需要加密测点，在实际应用中有待进一步优化。     

脱空钢管混凝土偏心受压有限元分析

介绍了脱空钢管混凝土偏心受压有限元建模方法,提出了偏心受压脱空钢管混凝土考虑脱空率影响的核心混凝土应力-应变关系,并利用ANSYS程序对不同脱空率和偏心率的脱空钢管混凝土短柱进行非线性有限元计算。计算结果表明,脱空率和偏心率的增大明显地削弱了钢管对核心混凝土的套箍作用。最后,将计算结果与现有试验研究成果进行对比分析,两...     

基于ANSYS的水泥路面弯沉影响因素有限元分析

水泥混凝土路面板的几何尺寸、板底脱空程度等因素的不同,会造成水泥混凝土路面弯沉的不同.该文利用Ansys有限元分析软件,分析了板块几何尺寸、厚度、脱空程度、传力杆结合状态等因素对板角弯沉的影响,从而为如何正确判断脱空提供理论参考依据.