旧砼路面加铺沥青层后接缝处的力学模型分析

针对目前旧水泥砼路面加铺沥青罩面层的一系列力学问题,从力学模型的角度,采用数值分析方法进行了探索和研究.包括二维简化模型分析、三维模型分析等几个主要部分.最后针对二维、三维算法分别应用Fortran90语言进行计算机程序设计,作了算例分析.所有数值计算结果和Ansys软件仿真结果及现场测试结果基本吻合,从而说明模型研究方法在理论上是合理的,对于进一步探索旧砼路面修补技术具有重要实际意义.     

西安地铁某区间隧道设计计算方法比较

通过运用解析法、一维、二维、三维数值模型对西安地铁某区间段盾构管片结构进行了位移、内力计算,旨在研究不同计算方法对同一问题结果的影响规律.其中,以日本惯用法为理论基础对该区间管片进行解析法求解;并用ANSYS有限元软件对管片进行了三种不同形式的数值模拟.通过比较发现,四种方法对管片的位移和内力计算结果云图显示趋势基本一致.ANSYS三维模型的位移沉降值最大;二维模型的内力计算结果最大.因此,在控制沉降分析中应以三维模型计算结果为主,在配筋计算等设计环节应以二维模型计算结果为主.最后本文总结了各种算法的适用范围,得出的相关结论对盾构隧道设计给与了一定的指导意见.     

沥青混合料细观力学数值分析

为了分析细观状态下沥青混合料的力学性能,从沥青混合料的细观尺度出发,利用质量比与比表面积不变的原则配置试件,将粒径小于4.75mm的骨料视为基体材料,利用CT扫描及图像处理技术得到混合料试件的骨料分布,对预先设定配合比的沥青混合料试件进行强度试验,得到沥青混合料强度及数值模型的参数;在ABAQUS软件中用弹性模型模拟沥青混合料二维数值路面结构在荷载作用下的变形,并对弹性状态下路面细观二维数值模型与均质模型进行对比。结果表明:路面细观二维数值模型与均质模型数值分析结果接近,同时实验结果与数值模拟的相对误差在10%以内,说明数值模型能够对路面结构受力情况进行比较准确的模拟,验证了细观状态下分析路面受力情况的有效性。     

地铁区间小净距上叠风道施工力学效应研究

依托重庆轨道交通四号线某区间小净距隧道小净距上叠风道施工过程,利用平面弹性复变函数理论将二维连通地铁小净距双洞隧道近似等效为一个椭圆单洞隧道,求解围岩压力;将计算结果与二维数值模拟进行对比,分析证明等效计算模型实际可行;建立三维施工数值模型计算风道施工力学效应。通过三维模拟,分别找到在施工过程中应力和位移的4个控制点并分析。结果表明:风道的开挖施工对被风道、区间隧道和风井三向类包围的岩土体有显著影响;推导的二维简化计算模型可用于类似连通小净距隧道的简化计算,尤其小净距隧道的联络通道段;对风道开挖的三维模拟结果可用于指导同类型风道上叠工程。     

饱和软土二维-三维列车振动响应对比分析

针对岩土工程中常用二维模型等效三维模型进行数值计算的方法,对列车运行引起的二维和三维动力响应进行了分析.根据钢轨-扣件-隧道-地基纵向模型得到作用于隧道道床上的振动荷载,基于循环流动本构模型和土-水完全耦合理论,计算了列车平均时速下饱和软土层二维和三维的振动响应规律.研究结果表明:两种模型的地表振动加速度、位移以及隧道周围超孔隙水压力在横截面内规律基本相似但数值相差较大;二维-三维地表加速度比和位移比最大值分别可达9倍和6倍,加速度振级相差可达15 d B;隧道周围的二维-三维超孔压比在1.5~3.5之间,单次振动超孔压累积值可达4.36 k Pa和1.69 k Pa,且在隧道竖轴左右45°及135°位置处超孔压力累积最为明显;振动荷载形式、纵向土层振动、固结速度是造成饱和土软土二维-三维列车振动响应差异的主要原因.     

对水泥混凝土路面上沥青路面罩面竖向剪切应力的分析

针对旧水泥混凝土路面沥青路面罩面结构特点,分析了沥青混凝土罩面层产生反射开裂及罩面层与旧水泥混凝土界面产生剪切破坏的情况,并对其开裂进行了简单的力学模型分析。     

二维数字试件中骨料模型分析

建立混凝土的细观数字试件,进行数值模拟试验,探讨骨料体积率、骨料级配对混凝土的力学性能的影响具有重要的意义。二维数字试件是采用广泛的一种模型,其中的骨料面积率、剖面级配与三维模型中的骨料体积率和体积级配的关系还没有专门的探讨,然而此项工作对二维数字试件的建立与应用具有很大影响。本文以计算机试验为手段,针对随机的三维骨料投放进行大量的计算机模拟试验,阐述骨料面积率、剖面级配与骨科体积率和三维级配的规律,建立了二维数字试件模型中骨料模型,为二维细观数字试件的研究奠定了基础。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计影响因素研究

目前国内外旧水泥混凝土路面沥青加铺层的设计方法尚未完善,至今仍未有公认的合理可行的设计方法。在前人研究的基础上,用三维有限元方法计算荷载作用下含土工合成材料夹层的沥青加铺层力学响应情况,分析加铺层底应力及弯沉随加铺层厚度、加铺层厚度模量、旧水泥混凝土层模量、夹层模量、路基模量等因素的变化规律以及影响程度,从而提出在加铺层设计中应给予重点考虑的设计因素,对考虑反射裂缝的旧水泥混凝土路面上沥青加铺层设计方法进行了进一步探索和研究。     

三维路面激励下重载汽车三向轮胎力仿真分析

为研究车-路相互作用下路面的动态响应,通过改进谐波叠加法将二维路面谱拓展为三维空间路面谱,采用Matlab软件建立了三维随机路面模型,并在多体动力学软件ADAMS中建立了重型自卸车虚拟样车模型。仿真分析了重型自卸车以60 km·h-1行驶在B级三维随机路面时,各轴两侧轮胎法向力、侧向力及纵向力随路面长度的变化规律。仿真结果表明:三维随机路面激励下,各轴轮胎法向力绕各轴静载荷曲线上下波动,纵向力和侧向力呈正负交替变化的趋势。该研究为今后分析重型汽车作用下路面的动态响应提供参考依据。     

连续配筋水泥混凝土路面有限元模型探讨

根据连续配筋水泥混凝土路面的力学特性,建立三维有限元模型,对路面板单元的选取、地基尺寸以及钢筋混凝土的粘结-滑移关系进行模拟分析,并运用水泥混凝土路面应力计算程序CP05验证计算结果的可靠性,具有一定的实际意义.     

基于交通流荷载的高速公路沥青路面使用寿命分析

为探求交通流荷载下高速公路沥青路面的使用寿命,采用层状体系理论,建立ANSYS 3-D有限元粘弹性路面结构模型;根据损伤力学理论研究单轴载通过时由沥青层底部的最大拉伸应变造成的路面破坏;再由Miner's线性累积损伤理论得到在实际车流荷载作用下沥青路面发生一定破坏程度时的使用寿命.计算结果表明,研究路段的沥青破坏路面等...     

表面含裂缝沥青路面低温收缩断裂分析

考虑沥青混合料的感温特性,应用ABAQUS的瞬态热分析和热-力耦合求解技术,采用奇异单元及断裂力学理论,对沥青路面在低温大温差作用下的温度应力表面裂缝问题进行了数值分析.分析结果表明：外界环境温度变化对沥青路面面层的影响最大,其次是基层;低温收缩产生的温度拉应力在裂尖附近急剧增大,导致材料损伤,致使裂缝进一步扩展;降温幅度对应力强度因子KⅠ的影响显著,大温差是高寒地区沥青路面损伤的重要原因.     

层间接触状态对沥青路面结构力学响应的影响

沥青路面中层间接触状态非常复杂,它对路面的使用性能有直接影响。针对我国当前采用的典型半刚性沥青路面结构,采用GAMES多层弹性体系计算程序,系统分析了层间接触状态对表面弯沉、表面拉应变、面层内剪应力、沥青层底拉应变以及沥青层底剪应力的影响。分析结果表明:层间接触状态的变化对沥青层底的拉应变影响最为显著,其次为基面层间的剪应力,对路表的拉应变和基层底拉应变影响也较为明显;相对而言,路表弯沉、面层内最大剪应力对层间接触状态的变化不敏感。     

基于蠕变试验计算分析SBR改性沥青混合料温缩应力

利用粘弹性力学理论,采用Burgers模型模拟SBR改性沥青混合料的粘弹性,通过试验研究和理论推导得到了SBR改性沥青混合料的粘弹性本构关系,并结合实例对SBR改性沥青和普通沥青的温缩应力进行了对比计算分析,直观地证明了SBR改性沥青路面良好的低温性能。     

沥青路面层间受力分析及加强层间黏结措施

基于沥青路面层间破坏原因,采用BISAR3．0软件对路面结构层间受力进行分析,探索了层间接触状态对路表弯沉及路面结构各层剪应力的影响规律,最后根据力学分析结论,提出加强路面层间黏结的措施,供相关施工参考。     

低温状态下的沥青路面受力分析

根据国外的模量与温度的关系模型,分析了沥青路面在不同温度及模量下的力学状态。结果表明:随着温度的降低、模量的升高,在行车荷载的作用下沥青路面结构中的中性轴上移,最大拉应力逐渐增大,易导致路面出现裂缝。     

不同层位格栅加筋沥青混凝土的抗车辙性能

为探索格栅层位对加筋沥青混凝土抗车辙性能影响的内在规律,采用10cm深车辙试模对不同格栅层位的沥青混凝土进行车辙试验,实测蠕变参数,建立粘弹性有限元模型,对不同深度的车辙模型进行最大剪应力计算,最后将二者对比分析．结果表明：格栅越靠近加载面,沥青混凝土的高温抗车辙效果越好,原因是格栅铺设于沥青混凝土中最大剪应力附近;格栅距离加载面一定位置时,沥青混凝土的最大剪应力增大,但沥青混凝土的抗车辙能力依然比未铺设格栅时的好．分析方法与所得结论对沥青层结构与材料设计具有一定的应用价值．     

能量法研究路面开裂

文中采用Burgers模型模拟沥青混合料的粘弹性力学现象,通过间接拉伸试验计算促使裂缝扩展的耗散能(DCSE),以预测沥青混合料的疲劳寿命。     

沥青混合料离析的评价模型与评价标准

采用颗粒力学的基本理论分析了颗粒相互作用时的运动规律,以沥青混合料堆积形成的休止角建立沥青混合料离析模型,推导出沥青混合料的离析势能指数计算公式,开发了沥青混合料离析测定仪,测定了贝雷设计法公称最大粒径16 mm的离析势能指数,并通过试验提出公称最大粒径16 mm的沥青混合料离析标准。试验结果表明:在CA0.5级配附近,沥青混合料的压实比约为0.40,离析势能指数约为0.200,两者都存在一个最小值,且沥青混合料具有良好的压实性和工作稳定性,在施工过程不易发生离析,依据评价标准将沥青混合料离析划分为无离析、轻微离析、中等离析和严重离析,该评价模型和评价标准可用于沥青混合料离析的现场检测和判别。