重复荷载作用下砂土永久变形预估模型

为预估路基的永久变形,在万能材料试验机上对砂土进行了重复加载动三轴试验,得到了砂土永久变形的发展曲线,建立了塑性应变和荷载作用次数之间的关系式,使用最小二乘法拟合出该式中的系数与含水量和回弹模量之间的回归公式,并对回归公式进行了可靠性分析。当荷载作用次数为10000次时,现有路基土永久变形模型预估结果与试验结果相对误差最小为52%,最大高达376%;而系数与含水量和回弹模量之间的回归公式相关系数最小值为0·31,平均值为0·41,大于临界值0·28,试验曲线与理论曲线相关系数大于0·99。分析结果表明:建立的砂土永久变形预估公式可靠性较高,而现有预估模型不适用于砂土。     

沥青路面土基永久变形预测

首先简要综述了车辆循环荷载下柔性路面路基变形的研究现状;然后,基于南非重车加载试验数据建立了一个简单的计算模型来预测柔性路面路基的永久变形量．该模型可以全面考虑路基材料特性、路基土在车辆荷载作用下的应力应变状况和荷载作用次数;最后,以一个柔性路面为例,应用该模型对循环荷载下的路基变形发展进行了预估。     

冲击碾压动荷载下水泥混凝土路面结构的力学行为

为了揭示冲击碾压动荷载下水泥混凝土路面结构的力学行为,基于动力三维有限元分析方法,考虑材料的弹塑性,拟定纵横板边、板中及板角4种典型荷载位置,在四楞冲击压路机冲击碾压水泥混凝土路面时,分析了路面各层结构的受力和变形特征。研究发现,各工况下混凝土板底部承受纵、横向弯拉应力是旧面板破裂的主要原因,基层与旧面板一起处于双向弯拉状态,土基三向受压,不同工况存在不同的有效影响深度。冲击碾压板角时,路面板竖向位移最大,影响深度最深;而冲击板中位置时,板竖向位移最小,分布最均匀,此时板体以纵向弯拉为主,易形成横向裂缝;当冲击纵向板边时,板体以横向弯拉为主,易形成纵向裂缝。可见,路面破碎效果是地基刚度、冲击能量与冲击位置的综合函数,建议基于具体路况选择相应的施工方案。     

水泥混凝土路面板角脱空状态下最不利荷位转移规律

通过计算板角不同脱空尺寸时纵边中部与板角荷载作用下受荷点的荷载应力,分析脱空混凝土板的最不利荷位转移规律,进行水泥混凝土路面板底脱空对面板疲劳使用寿命的影响研究。研究结果表明:路面板角脱空后,随着脱空区域的增大,最大应力位置由板纵边中部逐渐向板角区域转移,当脱空尺寸Lv>0.7 m,板角脱空区与未脱空区边界(即三角形脱空区域的斜边)成为面板受力的最不利荷位,并建议脱空尺寸超过0.4 m的路面板及时进行加固处治,以防止板块断裂。     

考虑交通横向分布的路基永久变形预估分析

以典型路基土室内永久变形试验结果得到永久变形预估模型参数;根据交通类型、车道宽度等因素将车辆轮迹横向分布简化为4种形式;采用分条分层总和法对3种交通横向分布频率、3种路面结构组合形式下的路基永久变形进行了计算.结果表明：在道路横断面上,路基永久变形可以用一条向下凹的盆状曲线进行描述,且永久变形的最大值及产生位置与各自的交通横向分布形式相一致;路基内不同深度处各亚层路基土永久变形值随着路基深度增加而均匀递减,路基模量的衰减将引起路基内相同位置处的应力应变增大.     

不同支承条件下岩石板体断裂破坏的实验研究

通过对不同支承条件下不同厚度、加荷位置和长宽比的大理岩岩石板体进行断裂破坏实验发现:在相同尺寸和厚度条件下,CFFF,CSFF,CCFF,SFSF,CFSF及CFCF板的破坏荷载依次增加.CFFF板角边破坏荷载最小,从板角向板中逐渐增加;CFCF板荷载施加位置对破坏荷载的影响不明显;CFSF和SFSF板从板中心点向板自由边边界逐渐降低;CSFF和CCFF板角点破坏荷载最小,沿对角线向内逐渐增大.CFCF,CFSF,SFSF和CFFF板在长宽比为1.0时破坏荷载达到最大,CCFF和CSFF板则变化不明显.在不同支承条件下,石板的断裂破坏形态与加载位置和石板颗粒的胶结状态等因素有关.     

柔性路面路基土的永久变形

提出了一种柔性路面路基土在车辆重复轴载作用下的永久变形的计算方法,采用现行路基路面设计理论中将应力分析和应变分析分别处理的通行准则,结合本文作者提出的一个路基土永久变形特性的实用模型,给出了计算永久变形的步骤并演示了一个算例,还分析了路基土的永久变形对柔性路面结构中两种常见损伤模式的影响。     

传力杆对水泥混凝土路面的影响

针对水泥混凝土路面常见的破坏形式,在路面接缝处设置长度为0. 41m的传力杆,通过模拟水泥混凝土路面设置传力杆与不设置传力杆,研究路面受荷板与相邻不受荷板在受力与竖向位移上的区别。结果表明:在标准轴载作用下,设置传力杆能够减小约受荷载板14%的竖向位移、10%的层底最大压应力,能够减小荷载作用的影响范围的大小;未受荷板能够有效地接收到相邻受荷板传递的力,而引起自身竖向位移以及应力变化;设置传力杆后,随着荷载的增大,相邻未受荷板的压应力、竖向位移均随着荷载的增加呈线性增加,可见传力杆对水泥混凝土路面板分散受力有积极作用。     

半刚性基层沥青路面-路基协调设计

基于大型通用有限元软件ABAQUS,建立两种典型半刚性基层沥青路面结构的三维有限元模型,针对3种路基高度和4种路基回弹模量,计算半波正弦荷载作用下路面结构的动态响应,结合半刚性路面各结构层疲劳寿命预估方程,分析路面结构疲劳寿命随路基回弹模量变化的规律和相互协调问题。结合交通等级标准,确定满足不同交通等级的临界路基模量。分析表明:路基模量对沥青层疲劳寿命影响较小,对半刚性基层和永久变形预估寿命影响较大;路基高度对半刚性基层路面各结构层疲劳寿命的影响均较小,尤其是对沥青层疲劳寿命影响更小;具有柔性底基层的半刚性路面结构的临界路基模量比具有半刚性底基层的路面结构大。     

运煤公路黄土路基不均匀永久变形特性

通过室内重复加载三轴试验,测试了24种工况条件下黄土路基永久变形与加载次数之间的关系;采用统计回归的方法对现有路基永久变形预估模型进行参数修正与标定;采用分层分条总和法计算了不同行车荷载及交通条件下的路基永久变形,得到了路基顶面累积竖向永久变形沿道路横向的分布曲线。结果表明:与普通道路相比,运煤公路轻、重车辆分车道行驶引起的路基顶面竖向累积永久变形曲线在道路横断面上的分布形态呈"勺子"形,曲线曲率更大,差异变形更加显著。     

采空区对高速公路路基变形的影响

对采空区路基路面建立模型,研究了开采宽度和开采厚度对路基变形的影响.研究结果显示,路基的最大沉降量和水平位移随着开采宽度的增大而增大,且增幅较大;路基路面各种位移和变形值随着开采厚度的增大而增大,采空区路基路面位移和变形值的大小与开采厚度正相关.     

全厚式沥青路面三维有限元分析

通过选用具有代表性的全厚式沥青路面和半刚性基层沥青路面,利用ANSYS有限元计算软件,建立路面结构三维模型对路面在车辆荷载作用下的力学响应进行分析．可知全厚式沥青路面在抗疲劳损坏和永久变形方面都较半刚性基层沥青路面略胜一筹,且寿命更长．因而具有广阔的应用前景。     

Finite Element Analysis of External Thermal Insulation Composite System： Thin Rendered Expanded Polystyrene Board

The finite element model of an external thermal composite insulation system, thin rendered expanded polystyrene (EPS) board, was built with ANSYS 1.0, which had two forms: one with window and one without window. The finite element analysis results show that the EPS board had very good insulation capacity at both high or low temperature, stress concentration was produced in the center of wall and around window, and the maximum deformation was observed at the edge of board and the minimum deformation was in the center.     

拼装式铝道面板下土基变形预测模型

为了分析飞机重复荷载作用时拼装式道面板下土基塑性变形情况,对4种不同厚度、强度的蜂窝铝夹芯道面板进行了足尺通行加载试验,测试了土基在不同轮载作用次数下的塑性变形.通过数据拟合分析确定了特定铝道面板下土基变形关于通行次数及基层强度的简化模型.对简化模型进行修正后,将新模型与其他传统预估模型进行了对比,结果表明:土基变形与通行次数的对数成正比例关系,与土质道面强度成反比例关系,道面板D铺设在高强度基层上时,道面板的疲劳开裂是道面结构失效的主要原因;道面板D铺设在70 MPa的基层上时,采用沥青道面设计公式、美军土质道面设计公式、本文推导公式分别计算得出的最大通行次数为4.071013、288、487990次.      

高液限土与软粘土路基沉降变形规律研究

针对软土路基沉降变形的特点,分别采用传统的规范中经验系数校正法,不考虑蠕变特性及考虑蠕变特性的有限元方法分析了路基的沉降变形,研究结果表明:路堤填土荷载较大时,且软土路基蠕变性质比较明显时,不适宜采用传统的规范方法计算路基沉降,而采用考虑蠕变影响的有限元分析方法可能更加合适。