钢桥面铺装层弹性模量与铺装层厚度对铺装体系受力影响分析

采用美国环氧沥青、日本环氧沥青两种钢桥面铺装材料在不同厚度下分析铺装层受力变形规律。推导出铺装层最大拉应力、剪应力与弹性模量、铺装层厚度的数学模型。结果表明：铺装层最大拉应力、剪应力同铺装层弹性模量均可用多项式4次方程拟合,铺装层表面横向最大拉应力随着铺装层厚度的增加而减小,横向最大层间剪应力不随铺装层厚度增加而减小,而是在铺装层厚度处在40～50 mm之间有一个峰值,而后随厚度的增加而逐渐减小。     

路基参数对无砟轨道结构受力影响有限元分析

建立了路基上无砟轨道有限元模型,并从应力极值的角度研究路基关键参数对板式轨道和双块式无砟轨道结构受力影响。结果表明,路基参数对板式和双块式轨道的影响规律基本一致;基床表层厚度和基床表层弹性模量变化对无砟轨道结构受力影响很小;基床底层弹性模量增加有利于改善无砟轨道结构受力分布,板式轨道轨道板和底座各向应力均有小幅下降,双块式轨道道床板和混凝土支承层纵向最大拉压应力均有较大幅度减小,基床最大压应力明显减小。     

单孔轨道板凸台周边填充层研究

单孔轨道板凸台周边填充层有树脂填充和CA砂浆填充两种方式。文中运用有限单元法分别建立两种填充方式下的单孔轨道板实体模型,对轨道板分别施加纵向、横向和温度梯度三种荷载,对比分析轨道结构的受力情况,结果表明,用树脂填充优于用CA砂浆填充。     

气泡混合轻质土在路桥过渡段施工应用中的沉降变形分析

基于数值模拟与现场实测,对气泡混合轻质土在路桥过渡段中的工程特性及沉降变形进行了分析,结果表明:路基沉降变形随着气泡混合轻质土容重的增大而呈线性增长,分层填筑厚度越大,沉降变形增长速率越快;沉降变形随气泡混合轻质土弹性模量的增大而逐渐减小;分层填筑高度对路基沉降变形影响较大,分层厚度越大,沉降变形越明显;建议气泡混合轻质土容重采用6kN/m3、弹性模量采用100MPa、分层填筑厚度采用0.5m;路基横断面的沉降变化呈"Z"字型,纵断面呈两阶段变化特征,最大沉降变形分别为20mm和25.8mm;工后实测结果表明,路基最大沉降量仅为46.3mm,且稳定沉降值均小于30mm,沉降变形控制效果良好。相关研究理论和工程经验可为类似工程提供参考。     

地铁易维修板式无砟轨道填充层材料工作性能研究

通过标准单元试验测试填充材料的基本物理及力学性能、室内疲劳试验测试该材料填充层的实际受载情况和长期耐久性能,分析研究材料的工作性能和长期耐久性能以及填充层之间的黏结性能。研究表明:选用的自密实聚合物水泥砂浆具有快硬、流动性好等特性,且分层填充后层间黏结性能较好,满足地铁有效天窗时间内填充层修复的施工性能;在最不利疲劳荷载作用下,填充层结构整体稳定性较好,多次填充时填充层黏结面及其与减振垫接触面的应力状态分析是检算该类轨道结构安全性的关键,填充层结合面的最大拉应力远小于其承载能力。     

旧砼沥青罩面层及应力吸收层有限元分析

旧水泥混凝土路面上罩沥青加铺层是一种较为常见的路面改造方式,通常的做法是在加铺层下面设置应力吸收层。为了减少反射裂缝的发生,采用ANSYS软件对不同层厚的加铺层以及不同弹性模量的应力吸收层进行三维有限元分析,通过不同路面结构的加铺层底主应力、剪应力、拉应力以及弯沉的对比分析,确定合理的加铺层厚度以及应力吸收层模量。分析结果表明,应力吸收层的弹性模量宜为4~6 GPa,沥青加铺层厚度宜为5~10 cm。     

基于不同基层弹性模量的沥青路面加铺厚度设计案例分析

中国以沥青路面结构为主导的公路路网已基本建成并开始进入全面养护维修阶段。文中针对现阶段常使用的加铺设计方法,通过案例探讨如何确定半刚性基层沥青路面结构层的有效模量,进而确定沥青路面加铺层设计厚度。结果表明采用现行规范方法进行加铺层设计存在一定局限性,按3层沥青面层的旧路基层在最有利和最不利状态下的弹性模量计算出的适宜加铺厚度相差约3cm,基层弹性模量的变化对加铺厚度的影响不大。     

基于ANSYS的旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力状态研究

基于有限元软件ANSYS对设置应力吸收层的沥青加铺层进行仿真计算,分别研究了不同弹性模量和厚度的沥青加铺层和应力吸收层对路面结构层应力的影响。研究结果表明:在一定范围内,适当增加应力吸收层和沥青面层的厚度有利于改善路面的防裂效果,但过大的厚度对抑制反射裂缝作用很小,同时也会增加施工难度和造价等。综合施工、应力状态及造价等因素,本文给出的本项目应力吸收层厚度建议值为2.5cm。此外,计算结果表明:应力吸收层的弹性模量越小,其抑制反射裂缝的效果越好,但过小的弹性模量会降低路面整体强度,造成施工困难、易产生车辙等病害,给出的本项目应力吸收层弹性的建议值为500MPa.     

褥垫层对刚性桩复合地基影响的数值模拟分析

在桩土复合地基中,褥垫层起着动态调节桩土应力比的作用,决定着整个体系的承载能力。本文基于某高速公路北延线佛山段路基工程条件,运用Plaxis有限元软件对褥垫层进行数值模拟研究,从褥垫层的作用角度分析褥垫层厚度和弹性模量的参数变化对复合地基的影响。明确有限元计算目的和方法,介绍Plaxis程序,给出有限元计算模型的建立过程,确定有限元计算方案,从变形和应力的角度分析褥垫层厚度和弹性模量参数变化对桩土复合地基的影响。     

参数变化对沥青混凝土路面结构动力响应的影响分析

为了分析路面结构参数变化对沥青混凝土路面结构动力响应的影响,采用有限元软件ABAQUS将汽车荷载简化为移动的均布荷载,用8节点等参元模拟路面结构,改变结构层厚度、弹性模量、泊松比等参数以及行车速度对路面结构进行动力分析.通过大量的数值模拟表明,路面各结构层厚度以及弹性模量的增加都会使路表最大弯沉减小,基层泊松比增大时路表最大弯沉呈增大趋势,其他结构层泊松比的增大则使路表最大弯沉呈减小趋势,且经过仿真发现车辆以90 km/h的速度通过时路表最大弯沉和上面层的最大拉应力均较小.     

银吴客专螺杆桩复合地基承载及沉降特征研究

依托在建银吴客专某区段粉质黏土、粉土、松散砂土等松软土地基处理工程,研究螺杆桩在高速铁路路基地基处理中的施工工艺、承载及沉降特性。结果表明:在黄土地区粉质黏土、粉土、粉细砂地层中,可以形成螺杆桩螺纹段桩身,成桩质量良好;通过静载荷试验得螺杆桩复合地基具有较好的承载性能;路基填筑完成时地基沉降为18.05~24.54 mm,填筑完成6个月沉降增加值为1.37~2.06 mm,地基渐趋稳定;由此可知,地基沉降变形主要发生在填筑期间,表明采用的螺杆桩设计参数,能够有效控制该地区粉质黏土、粉土、松散砂土等松软土地基的沉降。     

重载铁路隧道内弹性支承块式无砟轨道结构优化研究

为解决现有弹性支承块式无砟轨道动态轨距变化量大、轨道几何形位的保持能力相对较弱的问题，提出一种斜坡型弹性支承块式无砟轨道。采用静力计算方法，通过分析钢轨和支承块变形、支承块相对支承块槽的位移以及支承块和道床板的受力状态，研究弹性支承块短侧面的合理坡度； 基于模拟落轴试验，研究斜坡型弹性支承块式无砟轨道部件刚度匹配问题。研究表明： 斜坡型弹性支承块对于控制轨道结构变形，改善支承块、橡胶套靴及道床板等轨道结构受力状态更加有利。建议在30 t轴重条件下，弹性支承块短侧面坡度取1∶5~1∶6，套靴刚度取200 kN/mm左右，块下垫板刚度取80 kN/mm左右较为合理。     

填土路基振动压实过程的数值模拟研究

基于某在建高速公路填土路基振动压实试验,运用ABAQUS有限元软件进行数值模拟,通过单因素与灰色关联法分析压实度变化规律,研究填土路基振动压实作业参数和填土材料性质对压实效果的影响.研究表明:采用32t振动压路机相比于22t最终路基压实度提高3.7％左右;填土模量的提高能提高压实效率,但对路基最终压实度影响较小;填土与...     

有砟轨道动刚度特性及影响因素分析

应用轨道结构的动力学频域分析方法,研究了有砟轨道的动刚度特性及轨道参数对它的影响。有砟轨道动刚度随频率变化幅度很大,在激振频率为72 Hz时达到最小值55 kN/mm,约为静刚度的60 %。扣件刚度、扣件阻尼、轨枕类型、道床弹性模量对有砟轨道动刚度都有影响。     

泡沫轻质土路堤底部基底压力分布特征及影响分析

泡沫轻质土是近几年广泛应用于高速公路路堤填筑等方面的一种新型轻质材料。考虑到泡沫轻质土路堤填料与传统路堤填料之间较大的差异性,结合广佛江一期试验段现场监测资料,采用数值分析方法对不同弹性模量下泡沫轻质土路堤底部基底压力分布特征进行了研究。结果表明:随着泡沫轻质土路基浇筑高度及弹性模量的增加,基底压应力分布不均匀性逐渐增加,所受拉应力及弯矩也逐渐增大;地基底面最大沉降及差异沉降量随着路基弹性模量增大逐渐减小,趋向于整体下沉。     

隧道内长枕式无砟轨道结构性能分析

针对长大隧道内轨道养护维修困难、基础上拱变形、病害整治难度大的问题,在弹性长枕式无砟轨道的基础上优化,提出了隧道内长枕式无砟轨道,通过扣件和枕下垫板组成的双调高系统进行垂向调高;基于有限元法和车辆-轨道耦合动力学理论,对其进行受力状态和参数分析.结果 表明:隧道内长枕式无砟轨道可通过更换枕下垫板实现向下80 mm的调整...     

高速公路加铺热拌超薄磨耗层级配设计研究

热拌超薄磨耗层是公路预防性养护的有效技术之一，基于某高速超薄磨耗层预防性养护工程，对不同级配进行路用性能试验研究。结果表明，不同级配混合料孔隙率随着2.36 mm筛孔通过率的增加而降低，细集料和矿粉均会填充混合料孔隙而且矿粉的填充效果为细集料的3倍。随着超薄磨耗层级配由粗变密，混合料马歇尔稳定度增加，肯塔堡飞散损失降低，疲劳寿命下降，采用矿粉作为填料的混合料性能显著优于细集料。相关性分析结果表明，超薄磨耗层混合料马歇尔稳定度，飞散损失以及疲劳性能与孔隙率存在较好的相关性，TSR结果与沥青膜厚度存在较好的相关性。超薄磨耗层的设计需要充分考虑孔隙率与沥青膜厚度指标。     

面层模量对沥青路面结构受力特性影响分析

面层模量是沥青路面结构设计的重要参数。为分析面层模量对沥青路面结构受力特性的影响,采用有限元软件计算各面层模量变化、模量比对典型半刚性基层沥青路面结构层底拉应变、面层内部剪应力、基层层底拉应力和土基顶压应变等力学特性的影响。分析结果表明:各面层模量对沥青路面结构的受力有显著影响,路面结构设计时应综合考虑选择各面层模量及面层之间模量比。