冲击荷载下简支道面板响应分析

建立了冲击荷载作用下粘弹性地基上弹性道面板力学计算模型,比较真实的反映了工程实际情况,对简支边界条件下板的运动方程,采用有限傅立叶变换等手段进行了求解。并对比了其与自由边界条件下道面板的弯沉,说明以简支边界作为场道工程中刚性道面板的边界条件进行求解,会增加混凝土材料的用量。     

移动荷载下粘弹地基上刚性道面板弯沉求解

文中以一种更符合机场刚性道面实际情况的力学计算模型——移动荷载作用下粘弹性地基上无限大弹性薄板系统来研究道面弯沉的求解。应用线性系统的叠加原理和坐标变换,建立求解系统的动力响应广义积分公式,把运动荷载问题转化为获取位移脉冲响应函数。利用拉普拉斯和汉克尔变换求板在瞬时点源荷载作用下的解,再结合广义积分得到道面板在移动荷载作用下的弯沉解析解。     

双参数粘弹性地基无限长梁移动荷载作用下瞬态动力响应

基于双参数弹性地基模型,推导建立考虑变形随时间变化的双参数粘弹性地基无限长梁的动力方程;分别采用直接积分变换法和Green函数求解动力方程,对比两种方法的解,验证求解过程的正确性;并分别讨论了不同动荷载工况,得到相应梁挠度的积分形式解。     

半无限地基上三维层板受冲击荷载的谱单元解法

提出一类用于三维层板的谱单元,使其解决三维层状夹板在半无限地基上受冲击荷载的动力问题。频域内,结构中的每一层被模拟为两节点谱单元或单节点谱单元。层单元中的波动解采用入射波和反射波解的叠加形式。进而利用快速傅立叶变换技术(FFT),得到时域内三维层状夹板的瞬态响应分析的结果。以半无限地基上双层板为例,对其进行了矩形脉冲荷载下的动力响应分析,并与有限元的计算结果进行了对比,两者的吻合良好。通过对不同夹板厚度和弹模的分析比较,得到对于设计隔振系统的优化思路。     

移动荷载下粘弹性地基上无限大板的稳态响应

针对高速交通体系引起的结构与地基振动问题，采用移动荷载作用下Kelvin地基上的无限大板作为力学分析模型，分析了运动车辆荷载作用下路面体系的动力响应。首先采用三维Fourier变换法导出了板在任意匀速运动荷载作用下的稳态挠度的一般解，然后推导了各种移动荷载作用下板挠度的二维积分解析解，包括恒常和简谐移动矩形均布荷载、线均布荷载、集中荷载，最后采用自适应数值积分算法计算了板在移动集中恒载和移动矩形均布恒载作用下的挠度，比较了两种荷载作用下板挠度的异同。结果表明：上述两种荷载作用下板挠度的差异较小，可尝试将运动车辆作用于路面体系的荷载简化为移动集中荷载阵列考虑。     

非均布动荷载作用下沥青路面粘弹性有限元分析

不考虑超载情况,为探求非均布动荷载作用下沥青路面的动态响应及破坏规律,采用层状体系理论,建立ANSYS 3-D有限元半刚性基层路面结构模型,施加非均布动荷载,并对粘弹性路面模型各层的动态力学响应及不同车速下路表弯沉的变化进行分析。结果表明,水平应力的交变变化是使路面产生疲劳破坏的主要因素;当重载车辆车速在10~32 km/h之间时,路面的动态弯沉值显著大于静态弯沉值,对路面实际使用寿命的影响非常显著。     

路堤荷载下刚性桩复合地基加固沉降简化计算

考虑桩土位移协调条件,利用弹性理论和对边界条件的讨论,推导出计算路堤荷载作用下,刚性桩复合地基加固区沉降计算的简化公式,同时得到桩、桩周土中竖向应力和桩侧摩阻力的表达式。算例表明,该方法运算简便,满足精度要求。     

双参数粘弹性地基矩形板的振动分析

建立了冲击荷载作用下双参数粘弹性地基上四边弹性嵌固矩形板的一种新型力学模型,利用Laplace变换,变分原理及互等功定理求解了该系统的位移解析解,并进一步讨论了地基参数和弹性支撑刚性系数对板的位移的影响.经过实例计算,表明结果正确,该研究结果可为路面结构的动力响应分析和质量评价提供一些理论依据.     

双参数粘弹性地基矩形板的振动分析

建立了冲击荷载作用下双参数粘弹性地基上四边弹性嵌固矩形板的一种新型力学模型,利用Laplace变换,变分原理及互等功定理求解了该系统的位移解析解,并进一步讨论了地基参数和弹性支撑刚性系数对板的位移的影响。经过实例计算,表明结果正确,该研究结果可为路面结构的动力响应分析和质量评价提供一些理论依据。     

非线性文克尔地基上的刚性板计算

在分析土体力学性质的基础上，提出土基放大效应的概念，解决刚性路面板计算理论不统一的问题，并解释一些刚性板的工作情况。编制非线性有限元程序，与实测结果对比，证实了土基放大效应概念的合理性。     

半刚性基层沥青路面按弯沉等效的轴载换算公式的研究

根据不同荷载与路面状况下弯沉的实测结果,计算并分析了按弯沉等效的轴载换算指数的变化规律。分析表明半刚性基层沥青路面轴载换算指数主要与路面结构强度和轴重有关,并由此根据实测数据分析得到了按弯沉效时半刚性基层沥青路面的轴载换算公式,供规范修订时参考。     

水泥混凝土路面板温度翘曲应力

分析了水泥混凝土路面路面板翘曲变形处理为2组垂直交叉地基梁翘曲变形叠合的威氏方法的适用性和精度,总结了半无限地基和半刚性基层上路面板的温度翘曲应力变化规律,通过引入等效梁长和当量相对梁长2个慨念,提出了半无限地基板任一点、计入半刚性基层超宽影响的梁中点的翘曲应力公式。     

场道工程中的地基参数反演研究

以一种新的、更符合实际的力学计算模型来研究场道工程中的地基参数反演问题。基于线性系统的叠加原理和坐标变换,建立了求解移动荷载下粘弹性地基板的动力响应广义积分公式。以此为基础,采用最小二乘方准则,通过实测弯沉与理论弯沉相拟合,快速识别出E。通过实例计算,表明结果正确,基本理论和方法可应用于场道工程无损检测技术中来获取地基模量E。     

水泥混凝土路面基层应力验算必要性探讨

针对现行《公路水泥混凝土路面设计规范》,通过双层板应力分析,研究在合理的基层厚度与面板厚度范围内,进行基层应力验算的必要性。利用等刚度原理和几何推导的方法,分析了基层板温度应力,并验证了基层应力验算的必要性。结果表明,在合理范围内的累计荷载作用下,规范建议的基层与面板厚度范围内,由于面板的模量远大于基层的模量,在进行刚性、半刚性基层水泥混凝土路面厚度设计时,仅需验算面层板的应力,而无需验算任何材料基层的应力。     

刚性基层沥青路面参数动态反演

为了对刚性基层沥青路面结构的模量反演提供参考,采用谱单元法作为正分析方法,利用实测弯沉时程曲线和理论计算结果构造优化目标函数,通过数值优化方法对沥青路面力学参数进行动态反演,并与传统静态方法反演的结果进行了比较。结果表明：传统静态方法反演得到各结构层的弹性模量,动态方法反演能得到沥青层动态模量主曲线和相位角主曲线以及其他结构层的弹性模量;动态模量和相位角主曲线组成完整的黏弹性参数,可以更全面地描述沥青混合料的力学特性与频率的相关性;动态反演方法采用各传感器处弯沉时程曲线作为优化过程中的约束条件,静态反演方法中仅采用弯沉曲线峰值作为优化约束条件,约束力度远小于动态反演方法,导致静态反演结果的变异性远大于动态反演结果,尤其是基层和底基层,静态方法反演结果的变异系数可达动态反演结果的2倍以上,而且反演得到的各结构层的弹性模量处于材料典型取值范围内的百分比明显小于动态反演结果。静态反演方法易引起\"模量窜层\"现象,造成反演结果失真,无法客观地对路面结构层进行质量评定;动态反演方法能利用实测弯沉时程曲线的全部信息,保证反演结果收敛于真实值,有效避免\"模量窜层\"现象,为路面质量评定提供有效途径。     

柔性基础复合地基沉降计算

柔性基础下复合地基的沉降计算一直较难确定.利用Mindlin解与Boussinesq解联合求解柔性基础下复合地基的附加应力,并利用Vesic小孔扩张理论计算桩体刺入柔性基础的量,后对分层总和法求得的沉降进行修正,可以得到与实测接近的沉降计算值.