基于弹性理论的沥青路面Top-Down开裂机理研究

为了分析沥青混凝土路面Top-Down开裂机理,基于ABAQUS有限元分析方法,综合考虑老化和温度梯度造成的沥青路面内部模量梯度、突然降温、轮胎边缘的应力集中等因素,选取春季、夏季和冬季3个季节,及未老化缓慢降温、老化后忽然降温和老化后缓慢降温3种情况,建立了9个沥青混凝土路面结构有限元模型.对不同工况下沥青混凝土路面最大拉应力和剪应力的大小及位置进行了分析.结果表明:对于未老化缓慢降温和老化后缓慢降温的沥青混凝土路面,剪应力过大是沥青混凝土路面开裂的主要原因;对于老化后忽然降温的沥青混凝土路面,由于剪应力无明显变化,拉应力增加较多,拉应力过大是沥青混凝土路面开裂的主要原因.     

石棉尾矿在(底)基层中应用的试验研究

通过室内试验以及现场测试,结合SEM、XRD、XRF微观分析,研究了石棉尾矿作为高速公路(底)基层材料的路用特性.结果表明,水泥稳定石棉尾矿碎石混合料强度满足规范要求,用于高速公路(底)基层是可行的.由于石棉尾矿含有少量碎石棉纤维,吸水率与一般的碎石相比偏高,工程施工过程中应严格控制含水量,并注意施工防护和环境保护.在缺乏筑路材料的山区,合理利用当地的废矿料,能够取得良好的经济效益、社会效益以及环境效益.     

高填方段波纹管涵垂直土压力试验及计算

基于原位观测试验与理论研究,对高填方段波纹管涵的涵顶垂直土压力的分布特征与变化规律进行了探讨.首先,开展了高填方段波纹管涵垂直土压力现场观测试验.试验结果表明,高填方段管涵顶部存在土拱效应,规范的土柱法计算土压力值误差较大,偏于保守,而管涵顶部平面的土压力值并非均匀分布,存在明显的应力集中区域.在此基础上,结合试验规律及马斯顿理论,考虑由于土拱效应造成的应力集中现象,建立了高填方段波纹管涵垂直土压力计算模型,并进行了理论求解,从而提出了高填方段波纹管涵垂直土压力计算方法.最后,依据此模型对涵顶填土重度、土体内摩擦角、黏聚力、管径大小等主要影响因素进行了参数分析.结果表明,土体重度对管涵垂直土压力数值影响较大,而内摩擦角及黏聚力的影响较小.     

宁明膨胀土三向胀缩规律室内试验研究

强胀缩性是膨胀性岩土的本质特性之一,开展膨胀土三向胀缩试验研究对于全面描述膨胀土湿胀干缩变形规律,合理分析边坡滑坍机理十分重要.利用自主研制的膨胀土三向胀缩测试仪,以宁明灰白色击实膨胀土为研究对象,通过开展三向胀缩系列试验,获得了膨胀土三向胀缩的基本规律.试验表明:干密度和三向应力状态是影响三向膨胀性的重要因素.随干密度的增大,膨胀土三向膨胀的差异性减小,膨胀势增大;应力越大,该方向的膨胀性越小,同时,一个方向应力的增减还将影响到其他方向,而宁明膨胀土三向收缩性差异不大,且与三向应力状态无关.     

沥青路面级配碎石层应力消散的细观研究

为了从细观角度阐释级配碎石作为应力消散层对半刚性基层反射裂缝的作用机理,利用离散元方法生成未设置和设置级配碎石层沥青路面结构的细观模型,模拟了上述两种路面结构在标准轴载作用下的响应过程,得到了两种路面结构的接触力分布、最大接触力、应力集中区域的y向平均应力和平均应变,以及集料颗粒的位移矢量.数值模拟结果表明:路面结构中产生的接触力主要沿荷载作用位置向下传递,设置级配碎石应力消散层后路面结构二中产生最大接触力比未设置级配碎石的路面结构一减小了6.1％,面层层底的平均应力、平均应变分别降低了11.79％,65.43％,集料的位移在路面表面附近最大,沿深度方向逐渐减小,路面结构一、二面层层底相同颗粒的位移分别为0.205 cm,0.126 cm,上述结果均体现了级配碎石对应力消散的效果.     

基于改进水压分布的岩石边坡倾覆稳定性分析

基于改进地下水力分布假设,运用极限平衡方法,综合考虑锚固效应、冰雪冻胀作用和地震荷载的影响,推导出典型岩石边坡倾覆稳定系数计算式.算例分析表明:采用改进后的水力分布假设进行岩石边坡倾覆稳定性分析更加合理;出流缝堵塞、地下水位升高、锚杆(索)锚固力和设置高度降低、冰雪冻胀作用加强、水平背向坡体和竖直向上的等效地震荷载对岩石边坡倾覆稳定性不利;锚杆(索)设置角度对边坡倾覆稳定性影响不大.同时,绘制了饱水岩石边坡倾覆稳定系数与几何要素之间的关系图,据此可迅速判定复杂条件下一定几何要素饱水边坡的倾覆稳定状态,便于工程实际运用.     

等粒径多孔水泥混凝土内部结构与破坏机理

为了更好地分析等粒径多孔水泥混凝土内部结构与破坏机理的关系,利用BT500工业CT对等粒径混凝土试件进行了内部结构扫描,并利用图像处理技术进行了初步分析,再通过数值模拟技术分析了等粒径多孔水泥混凝土与传统多孔水泥混凝土组成和内部结构的区别,从微观角度对比、探讨了等粒径多孔水泥混凝土的破坏机理.分析表明:等粒径多孔水泥混凝土忽略了集料级配的嵌挤作用,通过提高水泥膜的厚度来完成集料之间的堆积,从而在确保空隙率的基础上提高强度;等粒径多孔水泥混凝土独特的内部结构使得其可以在获得大空隙率的前提下,具有较大的抗压强度的能力.同时考虑到空隙率大既有利于排水,又有利于抵抗拉应变,因此,等粒径多孔水泥混凝土的开发为解决高速公路重载条件下路面基层开裂奠定了基础.     

成型方法对ATB-30混合料性能的影响

为了更好地模拟沥青混合料的现场实际工况,分别采用垂直振动成型方法(VVCM)和马歇尔击实法成型ATB-30混合料试件,研究了不同成型方法对成型试件的物理、力学特性的影响,并对两种成型方式进行了评价.对比分析结果表明:油石比相同时,VVCM试件的密度比马歇尔试件平均提高了1.02倍,VVCM试件的马歇尔稳定度、抗压强度、劈裂强度、抗拉强度平均分别为马歇尔试件的1.54倍、1.47倍、1.39倍、1.45倍;VVCM试件的力学强度最大值对应油石比比马歇尔试件的力学强度最大值对应油石比小3％左右.在各自最佳油石比下,VVCM试件的马歇尔稳定度、抗压强度、劈裂强度、抗拉强度分别为马歇尔试件的1.45倍、1.45倍、1.44倍、1.44倍;VVCM试件的力学强度测试精度可达92％,而马歇尔试件不足70％,表明VVCM的可靠性要比马歇尔法更高.     

基于模态计算和振动试验的前桥横拉杆改进设计

针对某试制阶段客车在沥青路、卵石路、石块路、搓板路等路面上进行约1万公里可靠性试验之后,前桥转阳横拉杆从中部断裂问题;对横拉杆及与其连接的摆臂进行了问题排查,给出了相应的改善方案,并对方案进行了模态计算和装车试验,结果表明：客年的前桥横拉杆加强之后,消除了因路面激励和自激频率引起的横拉杆共振问题。     

海屯高速公路熔岩空洞地基稳定性二级模糊综合评判方法应用研究

以海屯高速公路为工程背景,结合该地区熔岩空洞地基的主要特点,提取该类型地基的稳定性影响因素,得到了符合海屯高速熔岩空洞地基特点的影响因素关系集及各级权重影响因素权重集,并以K9＋680~K9＋800填方路基处一通道型空洞为例,系统介绍了运用二级模糊综合评判方法对该区域空洞地基进行稳定性评价的一般步骤,可将本方法进一步推广,以期为海屯高速公路熔岩地区高速公路建设提供指导。