钢桥桥面铺装层间剪应力影响因素及简化计算

为了减小钢桥桥面铺装层间剪应力,建立桥面系三维有限元计算模型,分析了不同荷位、钢板厚度、U肋开口宽度、铺装厚度、铺装模量、层间接触条件以及轴载大小对铺装层间纵横向剪应力的影响,推导了实用的应力简化计算公式。研究发现桥面板不均匀变形使得铺装层间剪应力远大于同条件下的路面结构;影响显著的因素依次为轴载大小、钢板厚度、U肋开口宽度以及铺装参数;层间完全光滑有利于抗剪,但降低了桥面系整体刚度;控制重载,加强桥面系刚度与选择柔性层间粘结材料是减小层间剪应力的有效措施。     

拉拔荷载下黄土隧道系统锚杆力学特性分析

基于Mindlin问题的位移解导出了拉拔荷载作用下砂浆锚杆的剪应力分布和轴力分布的弹性解.依托岢临高速公路某黄土隧道,通过现场试验得出边墙系统锚杆的极限拉拔力,分析了拉拔荷载作用下边墙系统锚杆的受力特性;探讨了不同土体性质下砂浆锚杆剪应力及轴力的分布形式.研究成果为黄土隧道系统锚杆的设计和优化提供了理论依据,对设计和施工具有指导意义.     

拉拔荷载下黄土隧道系统锚杆力学特性分析

基于Mindlin问题的位移解导出了拉拔荷载作用下砂浆锚杆的剪应力分布和轴力分布的弹性解。依托岢临高速公路某黄土隧道,通过现场试验得出边墙系统锚杆的极限拉拔力,分析了拉拔荷载作用下边墙系统锚杆的受力特性;探讨了不同土体性质下砂浆锚杆剪应力及轴力的分布形式。研究成果为黄土隧道系统锚杆的设计和优化提供了理论依据,对设计和施工具有指导意义。     

移动荷载作用下沥青路面动态响应三维有限元分析

我国新建道路沥青路面是以双轮组单轴载100 kN(BZZ-100)为标准轴载,采用双圆均布荷载作用下的多层弹性理论进行设计的,而汽车实际施加给路面的是移动荷载。通过建立半刚性基层路面的三维有限元分析模型,对汽车匀速行驶及制动情况下路面的动态响应进行了有限元分析,得出了荷载正下方不同深度处节点竖向位移、竖向压应力、水平应力、竖向剪应力及水平剪应力的时间历程曲线,并与静载作用下的计算结果进行了对比分析。     

重载条件下高性能RAP料柔性基层路面结构力学响应分析

以308国道南宫至石邢界段改扩建项目为工程依托,分析了重载条件下高性能RAP料柔性基层路面结构的力学响应。采用ABAQUS软件对比分析了5种不同轴载等级作用下高性能RAP料柔型基层路面结构的弯沉、水平拉应变、旧路剩余基层层顶压应变及剪应力的特性分布和随轴载的变化规律。结果表明:路表弯沉沿X向呈W型分布,峰值出现在单轮中心;面层表面先产生压应变,随着深度的不断增加,逐渐转变为拉应变,且随着轴载的增加,压应变沿竖向方向有下移趋势;旧路剩余基层层顶压应变沿X向呈U型分布,峰值出现在轮迹中心位置;剪应力沿横向方向呈正弦分布,最大剪应力出现在轮迹边缘处,沿Y向出现在面层表面以下45 cm深度范围内;同一轴载作用下,高性能RAP料柔型基层路面结构的力学响应均小于级配碎石路面结构;随着轴载的增加,路面结构力学响应均随之增加,且高性能RAP料柔性基层路面结构力学响应的增加较慢。     

半柔性路面结构的力学响应分析

通过力学计算分析了半柔性路面在标准荷载及超载作用下的力学响应,结果表明:轮隙中心点下的半刚性基层层底拉应力最大;荷载作用中心点下处的路表弯沉、面层层底拉应变和面层内最大剪应力最大;路表最大弯沉值、面层层底最大拉应变、面层内最大剪应力及半刚性基层底最大拉应力都随着轴载的增加而增大。     

沥青碎石复合基层原理及受力分析

为确定沥青路面复合基层的合理结构,利用BISAR程序,对复合基层沥青路面进行结构内力响应分析,通过计算顶面压应力、层面剪应力在不同轴载作用下的不同值,论述复合基层路面的结构力学,对工程实践具有指导作用。     

超重载作用下交通参数调查及其对路面的影响分析

超重载是引起路面结构损害的关键因素之一。文章通过对某干线公路交通量、典型车辆类型和轴载的调查,得出了典型货车的轴载和轮胎接地压强。通过BISAR3.0程序分析了超重载作用下沥青混凝土路面结构内的压应力和剪应力,为超重载作用下沥青混凝土路面病害成因分析和结构设计提供了重要的依据。     

旧水泥混凝土路面错台对沥青加铺层受力的影响研究

利用有限元软件ANSYS建立考虑错台的路面结构有限元模型,分析在标准轴载下,不同荷载位置、沥青加铺层厚度和错台高度对沥青加铺层中最大剪应力的影响。计算结果表明：错台条件下,最不利荷位为荷载刚好完全作用在错台高板一侧;在对称加载时,沥青加铺层中也会出现较严重的剪应力集中现象;随错台高度的增加,最大剪应力显著增大;增大加铺层厚度可降低沥青混凝土开裂几率和延缓裂缝的向上反射。     

高速公路沥青路面剪应力特性分析研究

从沥青路面高温永久性变形产生的主要原因（高温剪切流变）入手,分别从常温不考虑水平力、常温考虑水平力、高温不考虑水平力、高温考虑水平力以及不同基层模量等几个方面对半刚性底基层沥青稳定碎石基层沥青路面和半刚性基层沥青路面结构2种路面结构型式在标准轴载条件下进行剪应力对比分析,对最大剪应力产生的位置、深度,以及在各种不同工况条件下的变化情况进行了分析研究,并由此对高速公路沥青路面设计施工中防止高温车辙病害提出了一些建议,对局部易产生高温车辙的路段进行了专项设计。     

超载对沥青路面的影响

结合交通调查，利用先进的移动式轴重仪对干线公路进行了现场轴重测试，发现高速公路实际的重载化和超载现象比较严重，接触压力普遍超过0．7MPa。运用编写的相关的有限元程序，通过改变车辆荷栽的基本模型，分析了车辆荷载对路面结构的影响和荷载的不均匀性对路面使用性能的影响。结果表明面层的剪应力、基层与底基层底部的拉应力和路基顶部的压应力都随轴载的增加而增长，超载对沥青路面的早期破坏影响严重。     

基于车辙等效的沥青路面轴载换算方法

以剪切应力强度比为指标建立了基于车辙等效的沥青路面轴栽换算方法。通过有限元路面力学和温度场模型对典型高等级沥青路面结构进行分析,得到不同环境和荷栽条件下的轴载换算指数,通过多元线性回归得到其预估公式,并通过实例计算结果与现行规范方法的进行了比较。研究表明：面层厚度、层位、混合料类型、温度和车速条件都对轴载换算指数有着显著的影响;沥青混合料剪切应力强度比与抗车辙性能之间的良好的相关性并不依赖于材料类型、温度、荷载和围压水平;基于不同控制指标的轴载换算结果相差较大,本文提出的基于车辙等效的换算方法可以作为现行规范方法的有益补充。另外,认为进行轴载换算时对于不同沥青层位应该分别计算。     

沥青路面荷载型裂缝的剪切机理与成因分析

越来越多的研究表明沥青路面轮迹带附近的荷载型裂缝与沥青面层内较大的应力水平尤其是剪应力有着直接的关系,为了探讨其破坏机理及力学成因,基于弹性层状体系在考虑水平荷载作用下进行半刚性基层路面剪应力有限元分析,分析沥青面层内剪应力分布规律,剪应力峰值变化情况,并对剪应力和拉应力进行对比分析。结合荷载型裂缝产生位置、深度等特点可以认为其产生的主要原因不是拉应力而是剪应力,对进一步研究荷载型裂缝的破坏机理、发展规律有一定的指导意义。     

沥青路面重载作用下损伤数值分析

针对当前我国沥青路面车辆超载的情况,对半刚性基层沥青路面结构在路表弯沉、结构应力、应变、使用寿命等方面进行数值计算与分析.结果表明,随着轴载的增加,弯沉增大轴载换算系数明显增加,车辆超载使累计标准轴次大大增加,路面使用寿命明显缩短,通过数值计算分析了车辆超载对沥青路面的静力损伤情况,为我国在重载交通条件下沥青路面的设计和沥青路面的早期破坏方面作指导.     

超载条件下混合式基层沥青路面层底拉应力研究

分析半刚性基层的缺点,提出混合式基层沥青路面结构,并给出超载条件下轴载计算参数。采用Bisar3.0软件,计算在完全连续、部分连续和完全光滑三种界面条件下混合式基层沥青路面各结构层层底拉应力。结果表明,在完全连续条件下沥青层不会产生拉应力,路面内部拉应力最大值出现在半刚性基层底部;当沥青层与半刚性基层之间的接触条件由完全连续向完全光滑转变时,沥青层层底和半刚性基层层底的拉应力逐渐增大;在三种界面条件下,沥青面层表面轮隙中心处都出现较大的拉应力。     

倒装路面结构面层在移动荷载作用下的层底拉应力分析

利用ANSYS建立倒装路面结构在移动荷载作用下的有限元模型,研究超载对于倒装路面结构沥青面层疲劳寿命的影响。结果表明,在车辆荷载作用下,倒装结构沥青面层层底拉应力比半刚性路面大,在移动行车荷载作用下可达到0.17MPa;沥青面层层底拉应力随行车速度增加有小幅增加,增加幅度在15%以内;随荷载水平增加,倒装路面结构沥青面层层底拉应力呈线性增加,在超载100%时,沥青层层底拉应力为标准轴载情况下的1.7倍。     

半刚性基层沥青路面中剪应力点位分布研究

为了深入研究半刚性基层沥青路面中剪应力点位的分布,通过建立沥青路面结构力学模型,分析半刚性基层沥青路面结构剪应力在不同层间接触条件下的分布规律,从中得出剪应力最大值对应的点位,然后研究车辆荷载、面层模量和厚度对其点位的影响。结果表明:在不同层间接触条件下,最大剪应力点位在轮胎中心点对应下距路表6cm深度处,由此提出在半刚性基层沥青路面结构及材料设计中对中面层应主要考虑其抗车辙性能。     

旧水泥路面沥青加铺层反射裂缝应力分析

通过建立旧水泥混凝土路面沥青加铺层有限元模型,应用ANSYS软件计算分析了车轮荷载位于最不利位置时反射裂缝的受力特性,并根据断裂力学理论研究了在不同影响因素下应力强度因子K的变化。计算结果表明:在荷载和温度作用下,控制着路面裂缝扩展的应力强度因子KⅠ和KⅡ随着沥青加铺层厚度的增加呈减小趋势;同时,裂缝尖端的应力强度因子将随着沥青加铺层模量的增加而增大;此外,降温幅度和轴载的变化对加铺层抗裂性能也有较大影响。     

非均布动荷载作用下沥青路面剪应力动态响应分析

为探求重载货车不同行车速度下沥青面层水平剪应力动态响应规律,结合半刚性基层路面特点,采用层状体系理论,建立一个ANSYS3-D有限元粘弹性路面结构模型。在施加非均布动荷载情况下进行了非线性求解计算。结果表明,沥青面层内的最大水平剪应力均随行车速度的增加呈先增大后减小的规律,行车速度在20km／h左右时,水平剪应力达到最大,对路面剪切破坏程度最严重．     

沥青路面结构内荷载频率分布与变化规律的研究

对一柔性基层沥青路面段各层沥青混合料在不同温度和荷载作用频率下进行了动态模量试验,根据试验结果形成了各混合料的动态模量主曲线和时间-温度转化因子,并通过埋设传感器实测了路面结构内的温度场,利用等效路面厚度法对路面结构内不同深度荷载作用频率和应力峰值个数随车速、轴载类型和路面温度场的变化规律进行了分析.