机场刚性道面地基参数识别研究

提出一种机场刚性道面无损检测中的地基反应模量K的动态识别方法,以运动荷载作用下的粘弹性Winkler地基上的板系统的动态力学计算模型的方程解析解为基础,应用最小二乘方准则来拟合实测动挠度和理论动挠度,从而识别出地基反应模量K.通过实例计算,表明识别结果可靠.     

有限元模拟分析地基系数K30与变形模量的关系

结合地基系数K30的试验方法及计算原理采用有限元方法,对地基土的不同变形模量等条件下的地基系数K30进行仿真分析,计算分析地基系数K30与土的变形模量之间的关系,从而为设计施工提供理论参考。     

水泥混凝土路面基层支撑均匀性控制标准研究

为了明确路基和基层支撑情况对刚性混凝土板受力行为的影响规律,依托广西某级配碎石基层水泥路面大修项目,实测了级配碎石基层顶面反应模量,计算了基层不均匀支撑对水泥混凝土路面受力情况和位移情况的影响规律。研究发现:级配碎石基层顶面反应模量的空间分布变异系数为0.33;基层不均匀沉降、板底脱空等因素引起的板内附加应力增幅为0～150%,板角挠度增加为0～640%,板角完全脱空为最不利受力工况。当板底仅存在不同程度的薄弱区域时,引起的附加应力增幅一般为8%以内,板角挠度增幅为20%以上。此外,板角挠度对板底不均匀支撑更为敏感,在地基反应模量变异系数达到0.5时,可以降低板的冲刷疲劳寿命达50%。建议对水泥混凝土路面下卧层材料应评定压实后的空间均匀性,保证变异系数低于10%。     

动态变形模量Evd与地基系数K30的相关性研究

介绍了Evd动态平板荷载试验与K30平板荷载试验的测试原理,结合秦沈客运专线 路基的动态变形模量Evd值与地基系数K30值的对比试验结果,对Evd值与K30值的相关关系作了 统计;分析了采用Evd动态平板荷载试验来检测路基施工质量的作用。     

军用机场水泥混凝土道面结构参数变异性

机场水泥混凝土道面结构参数包括板厚、混凝土弯拉强度和弯拉弹性模量、地基反应模量。用钻孔取芯样测板厚,并加工成标准圆柱体试件做劈拉试验,根据试验结果计算出混凝土弯拉强度;用测得的动弯沉反算出地基反应模量。以一个机场的道面作为样本,经概率分布检验,板厚和混凝土弯拉强度符合正态分布;地基反映模量符合对数正态分布。在40多个机场实测道面参数的基础上,得到了所测机场道面结构参数的概率分布的均值和均方差,并确定了道面结构参数的变异范围。提出了各级机场水泥混凝土道面的目标可靠度的建议值,推荐了道面结构参数变异水平分级。     

运营车辆荷载作用下大跨PC梁桥动挠度特性研究

针对运营车辆荷载作用下大跨PC梁桥动挠度特性问题,以琶洲大桥和洛溪大桥为背景工程,采用有限元计算和现场试验获取其车辆荷载动挠度,并分别在时域和频域,重点研究了运营车辆荷载作用下动挠度的统计特征和频谱特性。研究结果表明,模拟车辆荷载作用下的动挠度与实测动挠度吻合较好,两座背景桥的动挠度计算值以及实测值的均值和方差均在3～5mm范围内,均方差在2mm左右,变异系数超过50%,说明在大跨PC梁桥挠度监测时,不能忽略运营车辆荷载作用下桥梁结构挠度的动态效应,应采用动挠度来表征桥梁结构变形。功率谱密度曲线呈多峰分布,幅值谱属双峰分布,幅值谱主要频率集中在结构振动一阶频率及三阶频率附近。研究结果可为桥梁结构动态挠度监测方法研究和挠度成分分离研究,提供科学依据和基础数据。     

动应变测量在桥梁动挠度识别中的应用分析

随着桥梁的发展,桥梁的问题也逐渐增多,近年来,我国出现了多起桥梁安全事故,主要是因为桥梁的变形产生,而挠度为桥梁变形的指标,故研究梁的挠度识别很重要。首先,通过分析和介绍位移模态理论与应变模态理论的异同点,以及应变模态理论得到梁的应变模态的表示,在此基础上,提出了互关函数在梁动挠度识别中的应用。然后,通过以实际工程为研究对象,按照1∶10的比例建立桥梁实验模型,桥梁模型全长10m,截面积为2.52cm^2,高50mm,将其分成20段,每0.5m为一个单元,计算其挠度。最后,进行实际桥梁验证,将实际桥梁的测量值与桥梁模型的挠度计算值进行对比。通过实验得到,对梁施加脉冲荷载研究其动挠度的识别值与精确值之间的吻合度,并且得到测量点的布置对吻合度的影响。对梁施加动荷载,即EL CENTRO地震波,通过对比研究动荷载作用下,动挠度的识别值和精确值之间的吻合度,得到互关函数法在动挠度中的应用,对同类型的研究具体一定的参考价值。     

考虑弹性支撑边界条件的电动汽车-路面系统机电耦合振动特性分析

轮毂电机驱动电动汽车的簧下质量大导致轮胎动载荷增加，并且电机电磁力和转矩波动对车轮造成电机激励，进一步加剧车轮振动引起垂向振动负效应的问题。鉴于此，考虑电机的电磁激励，建立了电动汽车-路面系统的机电耦合动力学模型，推导了弹性支撑边界条件下路面结构的模态频率和振型表达式，以及路面振动引起的二次激励。计算了简支与弹性支撑边界条件下的路面模态频率，根据频率分布进行了截断阶数选取，并分析了边界条件、电机激励和车速对路面响应的影响。在此基础上，研究了不同行驶速度、路基反应模量及路面不平顺幅值下，激励形式对汽车车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的影响。结果表明：路面不平顺幅值越小，弹性支撑对路面响应的影响越大，弹性支撑边界条件下的路面响应较小，电机激励会引起路面响应的增加；弹性支撑边界条件下，路面不平顺幅值和路基反应模量越小，考虑路面不平顺、路面二次激励和电机激励的三重综合激励对电动汽车响应的影响越大，激励形式对轮胎动载荷的影响最大，对车身加速度的影响次之，对悬架动挠度的影响最小；电机激励导致轮胎动载荷增加，对路面破坏和寿命产生的负效应不容忽视。所建电动汽车-路面系统机电耦合模型及研究思路可为电动汽车垂向动力学分析提供参考与理论支持。     

刚性道面上水泥混凝土加铺层系统的动态设计理论研究

讨论移动荷载下弹性半空间地基上的刚性道面水泥混凝土分离式加铺层的动态设计方法。由系统运动方程出发，利用界面连续条件，通过二维Fourier积分变换，求出加铺层板系统在移动荷载作用下的挠度解析解。然后利用高斯积分求出数值解，并以此为基础通过实测值及目标优化反算加铺层厚度。通过实例计算，按本文方法计算的挠度满足工程精度要求。     

水泥路面结构FWD测试模型的建立与验证研究

本文根据水泥路面结构的特点,建立了路面结构的有限元模型,基于三层理论体系的地基反应模量换算方法,构建FWD动态冲击测试模型,并计算了不同测试位置不同荷载等级下的弯沉盆数据,通过实际道路FWD实测验证,模型的输出结果可靠有效。     

浅析路面模量反演的修正迭代法

该文介绍了路面模量反演的修正迭代法。以目前国际上普遍使用的落锤式弯沉仪（FWD：Falling Weight Deflectometer）的弯沉检测数据为依据,通过预估模量的初值、建立弯沉值对模量的导数矩阵、不断修正初始模量值的方法,开发了路面模量反演的修正迭代法。通过理论和试验证明：该算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好的优点。     

粒料层当量模量求解新方法——以粒料基层沥青路面为例

为了给沥青路面合理设计提供参考,围绕粒料的非线性特性对粒料层当量模量展开研究。基于Uzan三参数模型编制材料子程序,并引入Cary&Zapata模型对粒料回弹模量进行湿度调整;利用有限元方法开展不同温湿度组合下的沥青路面非线性结构计算;自主开发迭代反演算法,提出基于关键结构响应(沥青层底最大拉应变等效)的粒料层当量模量求解新方法,并结合当前基于路表弯沉的结构层反算模量进行比较分析。结果表明：(1)由于粒料的非线性,路表弯沉等效并不意味着内部关键结构响应等效,采用基于路表弯沉的线弹性模量反算体系对具有明显非线性的粒料层模量进行求解,存在不合理性;(2)自主开发的基于关键结构响应等效的粒料层当量模量求解方法快速稳定,沥青面层底部最大拉应变的相对误差可控制在1%之内;(3)以层状弹性体系为理论基础的沥青路面设计方法忽略了粒料层的非线性,造成荷载传力路径与真实情况存在偏差,使得实际弯沉(非线性)大于计算弯沉(线弹性),从理论上论证了中国当前“柔性基层沥青路面弯沉验收难以通过”的现实困境;(4)基于关键结构响应的当量模量与当前基于路表弯沉的反算模量之间存在良好的相关性,提出了二者的转换模...     

基于FWD弯沉盆参数的沥青路面土基模量评价方法研究

采用动力有限元方法模拟沥青路面在FWD作用下弯沉盆响应,分析土基模量与弯沉盆几何指标之间的关系以及路面开裂、层间滑移和刚性层深度等变量对弯沉盆的影响.计算结果表明:土基模量可由曲率指标CI_7和形状指标F_8确定;开裂和层间滑移对CI_7-F_8关系曲线没有影响;当刚性层深度小于7 m时,刚性层深度将对CI_7-F_8关系曲线产生影响.最后通过实体工程对评价方法进行了验证.     

水泥混凝土路面板底脱空检测方法研究

FWD检测混凝土板底脱空是国内外广泛使用的方法,但目前我国公路管养部门极少配备这种仪器。为满足目前水泥混凝土路面养护的需要,本文探索用贝克曼梁检测混凝土板横缝处和板中弯沉,应用Winkeler地基板的弯沉与荷载关系式,反算板中和板边处地基反应模量,通过对比该模量判定混凝土板底是否脱空。该法得到了现场验证。     

水泥路面沥青加铺层设计的改进弯沉分析法

采用有限元分析改进水泥混凝土路面加铺沥青厚度设计的弯沉法,考虑多指标因素的影响,建立有限元分析模型及其基本假定,通过分析旧水泥混凝土板和补强层的模量、厚度与弯沉差之间的关系得出：旧板与加铺层材料的模量与厚度越大,旧板弯沉越小,不同的材料性能存在不同的最佳补强厚度范围,在底板厚20 cm,模量为30000 MPa条件下,最佳补强厚度为12～20 cm,各向应力均在1．2 MPa以下,在合理厚度范围内不会造成资源浪费。     

重载交通半刚性基层条件下沥青面层的力学响应研究

为研究重载条件下半刚性基层沥青面层的结构力学响应,运用ABAQUS有限元软件计算半刚性基层沥青路面的弯沉、层底拉应力与拉应变、沥青面层最大剪应力,分析轴重、基层模量及厚度对力学响应的影响规律,并通过多因素方差分析研究各因素的影响敏感性。结果表明:轴重对弯沉、层底拉应力与拉应变、沥青面层最大剪应力的影响最明显,基层厚度次之,基层模量的影响最小。     

刚果（布）北部地区土基回弹模量E0研究

结合刚果（布）2号公路工程的现场承载板试验和贝克曼梁弯沉试验研究了压实度、稠度、弯沉值与土基回弹模量E0的变化规律,得出了土基回弹模量E0与稠度和压实度、土基回弹模量E0与弯沉的经验关系式,并将现场实测的土基回弹模量值与查表法得出的值进行了对比,在此基础上,提出了刚果（布）北部地区的土基回弹模量E0推荐值。     

考虑车辆移动效应和超载的排水基层路面结构动力分析

为了研究车辆荷载作用下排水基层路面的动力响应,同时考虑车速和轴载的影响,采用移动加载的方法,对不同工况下沥青混凝土路面进行了快速Lagrange有限差分分析.结果表明,路面弯沉并未因排水基层的低模量而增大,峰值甚至有所减小;排水基层的存在减小了底基层底部的动应力,可以抑制反射裂缝的产生;弯沉及动应力均随车速的增大而减小...     

开封地区湿软路基对路面的影响分析

该文针对开封地区湿软路基含水量高,强度低的状况,采用有限元方法分析了不同土基模量下路面的弯沉、层底拉应力等关键设计指标.计算结果表明,在土基模量较小时,路面控制指标仍然是弯沉;明确了开封地区湿软路基处治应达到的强度标准,可以为该地区路基处治提供技术参考.     

用FWD评价路面状况的试验研究

应用FWD和自动弯沉仪,以动态弯沉和反算模量平均值为指标实测了两个路面状况不同的段落,结果表明．路面状况与动态弯沉、反算模量关系密切;采用固定路基模量反算比改变路基模量反算时的路面状况差异更显著．并且此种差异与动态弯沉有较好的一致性,可采用FWD准确评价路面状况。