带裂缝沥青小梁弯曲破坏的数值模拟

应用真实破裂过程分析系统(RFPA 2D),数值模拟与分析了带裂缝沥青混凝土小梁在三分点加载条件下的应力分布状态及其变化规律,讨论了沥青混合料的均质度、裂缝深度、裂缝与加载中心距离对含有竖向裂缝试样的裂纹扩展规律及断裂破坏的影响.模拟过程表明,试件本身的非均匀特性对破坏峰值强度,声发射次数分布规律及其裂纹的扩展有很大的影响.同时,梁的裂缝越深,与加载中心距离越小,则它的破坏峰值强度越小.     

沥青混凝土路面温缩裂缝间距预估模型

针对沥青混凝土路面普遍存在的温缩裂缝问题，对沥青面层在温度应力作用下的力学状态进行了分析。用Mohr—Conlomb方程表示面层与基层之间的剪力，同时以面层抗拉强度为指标提出了面层温缩裂缝间距的确定方法。考虑了沥青粘弹性对裂缝间距的影响，最后有限元数值模拟表明，裂缝间距模型是合理的。     

基于机敏网裂缝监测技术的实验研究

对机敏网桥梁裂缝监测系统的监测机理展开研究。首先,模拟实际监测情况进行裂缝宽度监测实验研究,以获得监测到的裂缝宽度与残余伸长率对应关系的实验数据;然后,把实验结果与理论模型进行对比研究,验证其有效性;最后,结合实际桥梁工程的裂缝监测来验证系统的监测效果,从而建立一套机敏网裂缝监测系统的新型监测指标。     

沥青路面裂缝的防治

1 确定沥青路面裂缝的种类和原因 (1)横向裂缝.产生横向裂缝的原因很多,一种是施工时接缝处理不当易产生横向裂缝,甚至碾压方式不当也会造成横向细裂缝.另一种是冬季气温下降,沥青路面或基层易产生收缩缝或干缩裂缝,这种裂缝在路面重复荷载作用下会使沥青路面表面形成横向反射裂缝.还有一种是由于地下管线设计埋深不够,导致基层压实不平也会引起沥青路面的横向裂缝.     

连续刚构箱梁悬臂浇筑节段混凝土裂缝成因及控制研究

以某跨河特大桥连续刚构混凝土箱梁悬臂浇筑第24、第25节段为依托,通过建立有限元模型,模拟不同养护方式、不同环境温度、不同环境风速下混凝土主拉应力的变化趋势。研究结果表明：在其他条件相同时,采用复合养护方式的混凝土箱梁主拉应力明显减小;外界环境温度与混凝土浇筑温度的温差越小,混凝土温度梯度越小、主拉应力越小,混凝土的开裂较少;随着环境风速的增大,混凝土内外部温度差变化明显,箱梁主拉应力增大明显,混凝土开裂面积明显增加。通过模拟实验与工程验证,对于连续刚构箱梁混凝土浇筑,建议采用复合式养护方式,同时采取降低前后节段浇筑的时间间隔、薄膜覆盖减少混凝土内外部温度差、增加防风围挡等措施,可以有效减少裂缝。     

基于骨料形态的细观混凝土建模与裂缝研究

为了更精确地模拟混凝土裂缝的扩展,提出了一种基于真实骨料形态的二维混凝土细观建模方法。该方法利用图像处理获取真实骨料的几何轮廓,通过骨料轮廓点在平面中的随机移动,形成真实骨料的随机生长。此外,建立了"先投放多边形-后投放外接圆"的骨料侵入判别方法,简化复杂多边形的侵入判断过程。通过三点弯曲梁数值模拟,分析了骨料椭圆度对裂缝路径扩展和宏观性能的影响,结果表明:骨料椭圆度越大,梁的抗弯极限强度越小,残余强度越大,对裂缝走向的导向和阻裂效应越明显。     

半刚性路面反射裂缝防治措施研究综述

半刚性基层沥青路面反射裂缝是影响其使用功能的主要病害，在综述国内外半刚性基层沥青路面防治反射裂缝措施及研究现状的基础上，重点提出了采用高质量级配碎石中间层防止和减缓半刚性路面反射裂缝的研究思路及其途径，以供进一步研究参考。     

水稳基层裂缝的预防

结合工程实例,分析了水稳基层裂缝的危害及产生原因,提出裂缝的预防措施。     

地下结构混凝土随机分布裂缝对硫酸根离子的扩散影响

为研究地下结构混凝土随机裂缝宽度对混凝土内硫酸根离子扩散系数及浓度分布的影响,假设混凝土初始裂缝由矩形裂缝单元构成,裂缝单元出现位置的概率密度函数沿裂缝纵向服从正态分布,推导了开裂混凝土内硫酸根离子的扩散系数随裂缝宽度的变化规律.根据菲克第二定律修正硫酸根离子的扩散方程,并针对两种不同的裂缝形态参数进行了数值算例分析.结果表明:两种情况下,离子的浓度均可在50 h内达到稳定;裂缝形态参数越小且裂缝形态越不规则,离子扩散得越慢,离子浓度达到稳定的时间越长.      

连续配筋水泥混凝土路面裂缝传荷系数三维有限元分析

基于ABAQUS有限元软件,采用梁单元模拟纵向钢筋,根据Timoshenko梁理论,确定支撑反力的作用长度。采用三向弹簧单元模拟钢筋和混凝土界面联结,竖向(z方向)弹簧单元模拟混凝土对钢筋的支撑;刚度分配按照"贡献面积"的原则,通过在相邻混凝土面层板侧面对应结点设置三向弹簧单元,模拟集料嵌锁的传荷作用;建立并验证考虑裂缝传荷系数的CRCP三维有限元模型。利用该模型分析标准轮载作用下路面结构参数对混凝土面层板在裂缝附近的力学响应和裂缝传荷系数的影响。结果表明,增大混凝土板厚度,板边应力和裂缝传荷系数均明显减小;增大基层厚度和土基强度,板边应力和裂缝传荷系数略有减小;增大裂缝刚度,可提高裂缝的传荷系数,减小裂缝处混凝土面层板的受力。     

钢桥面板与纵肋焊缝疲劳评估及裂纹扩展研究

为研究正交异性钢桥面板纵肋与顶板连接焊缝的裂纹扩展特性并建立相应的疲劳寿命评估方法,考虑裂纹扩展模拟方法以及材料特性等因素对于裂纹扩展过程与疲劳寿命预测的影响,以某长江公路大桥重载交通钢桥面板为研究对象,进行了疲劳模型试验和理论研究. 综合运用疲劳试验与断裂力学数值模拟研究起始于焊根位置裂纹的疲劳寿命评估问题,探明了疲劳裂纹的扩展特性. 研究结果表明:基于常幅疲劳加载的寿命预测结果与试验实测值间的相对误差小于10%,且预测结果偏于安全;裂纹扩展路径及裂纹面空间形态等扩展特性与疲劳试验相吻合;裂纹扩展模拟方法、扩展角计算准则、材料特性和初始裂纹深度是疲劳寿命预测的关键影响因素;起始于焊根的疲劳裂纹属于Ⅰ型主导的复合型裂纹,疲劳寿命评估应考虑Ⅱ型与Ⅲ型裂纹的影响;裂纹面呈现出典型的空间曲面特征,其深度与长度之比介于0.20～0.63之间,最大扩展角为12.7°;疲劳寿命评估结果对于初始裂纹深度取值较为敏感,应结合工程实际确定合理取值.      

基于低温应变能的寒区沥青混凝土纤维最佳掺量确定方法

寒区道路对沥青混凝土的抗裂性要求较高。纤维沥青混凝土具有较好的低温抗裂性,纤维掺量是影响沥青混凝土低温性能的重要因素。测量不同纤维掺量下沥青混凝土的低温弯曲应变能,以低温应变能达到最大值时的纤维掺量作为纤维的最佳掺量,同时还要考虑其他低温性能指标是否在理想范围内。试验结果表明,基于低温弯曲应变能的最大值确定纤维的最佳掺量是一种较为科学有效的方法。     

动力总成悬置系统优化与仿真分析

能量解耦率直接影响到动力总成悬置系统的隔振性能。先以悬置位置参数和刚度参数为设计变量对系统的能量解耦率进行了优化设计,然后分析了悬置元件安装位置约束范围对系统优化解耦率的影响。结果表明:优化设计提高了系统能量解耦率,可以通过加大悬置位置约束范围来获得更高的解耦率,而系统的紧凑性损失不大。     

轨道横梁与整体节点连接的疲劳试验

对重庆菜园坝长江大桥轨道横梁与整体节点的连结构造细节进行了足尺模型疲劳试验．通过有限元分析，选定了试验节点，确定疲劳荷载上限为660kN，下限为50kN．试验实测应力幅为31．33MPa，加载200万次后，试验模型未出现裂纹．试验结果表明，该桥轨道横梁与整体节点的连接构造细节在其使用寿命期间内不会发生疲劳开裂，疲劳强度满足要求．     

Ca含量对AMCa镁合金超高周疲劳断裂行为的影响

为了阐明Ca含量对镁合金疲劳性能的影响,采用旋转弯曲疲劳试验机对两种AMCa镁合金进行超高周疲劳实验,并利用扫描电子显微镜SEM （scanning electron microscope）和X射线能谱仪EDS （X-ray energy dispersive spectroscopy）观察疲劳试样的断口形貌,分析了两种镁合金疲劳S-N（疲劳应力-疲劳寿命）曲线特性和疲劳断裂行为,讨论了Ca元素含量增加对镁合金疲劳寿命和疲劳裂纹萌生机制的影响. 结果表明,AM1.77 Ca镁合金S-N曲线没有传统的疲劳极限,呈现曲线连续下降趋势;AM1.85 Ca镁合金具有双S-N曲线特性,在130 MPa左右出现转折点;Ca元素含量增加导致镁合金产生微观结构缺陷,使材料的疲劳裂纹萌生模式从AM1.77 Ca镁合金的表面萌生模式转变为AM1.85 Ca镁合金的两种疲劳裂纹萌生模式,即表面萌生和次表面萌生模式,这种转变对材料抗疲劳性能的提升不利.      

钢纤维混凝土快速修补机场道面的应用研究

近年来,钢纤维混凝土凭借其较好的抗拉、抗折和阻裂增韧等性能,被越来越广泛地应用于机场道面、桥面和公路路面等工程中。目前,人们对钢纤维混凝土的基础理论(本构关系、阻裂机理等)和在道面或路面工程中的应用研究得较多,且已取得较大进展,但对钢纤维混凝土道面的薄层研究、钢纤维混凝土的综合经济评价研究甚少,需要进一步的完善。     

少筋混凝土梁三点弯曲断裂过程的数值模型

基于少筋混凝土结构的破坏原理,提出了混凝土裂纹处存在钢筋的力学分析模型,把钢筋对混凝土的作用力假想为一对集中力,钢筋位于混凝土弹性区时,认为钢筋与混凝土连为一体;当钢筋与混凝土裂纹相遇时,考虑钢筋与混凝土之间存在脱粘的部分段。同时根据直线形的混凝土拉应变软化曲线,在过程区各节点上设置无体积、无长度的虚拟弹簧,对少筋混凝土三点弯曲试件的断裂过程进行有限元数值分析。模拟了不同配筋率下少筋混凝土三点弯曲试件起裂、扩展、破坏的全过程,计算结果显示:配筋率对裂缝扩展有很大影响。     

钢纤维混凝土快速修补机场道面的应用研究

近年来,钢纤维混凝土凭借其较好的抗拉、抗折和阻裂增韧等性能,被越来越广泛地应用于机场道面、桥面和公路路面等工程中。目前,人们对钢纤维混凝土的基础理论（本构关系、阻裂机理等）和在道面或路面工程中的应用研究得较多,且已取得较大进展,但对钢纤维混凝土道面的薄层研究、钢纤维混凝土的综合经济评价研究甚少,需要进一步的完善。     

基于ANSYS的钢轨疲劳裂纹深度红外热波定量测量研究

钢轨疲劳裂纹深度定量测量是主动式红外热波技术缺陷检测研究的新方向.在分析钢轨伤损类型的基础上提出红外热波斜裂纹深度定量测定的方法.基于热传导的一维模型,分析了温度-时间二阶对数微分法的原理.利用ANSYS加载热流密度法模拟测量过程,采用温度-时间二阶对数微分峰值法计算裂纹深度.结果表明所建立ANSYS热波模型对于测量深度在6mm以内的裂纹具有较好的真实性,可作为实际检测裂纹深度的理论基础.     

单元双块式无砟轨道道床板长度的确定

为确定双块式无砟轨道道床板的合理单元长度,采用数值模拟的方法分析了列车荷载、纵、横向荷载、温度力、温度梯度作用下不同单元长度轨道结构的应力、应变响应;在此基础上,计算了不同长度单元板的裂缝宽度及所需的最小配筋率.现场试验结果表明:单元板长度越大,内部应力、板端位移量和板中裂缝宽度越大,满足裂缝宽度限值的配筋率越大;单元双块式无砟轨道板的长度宜小于8.0 m,推荐兰新二线采用长6.5 m的单元双块式无砟轨道道床板.