沈大高速公路改扩建工程路基加宽容许工后不均匀沉降指标研究

路基加宽工程中新老路基不均匀沉降会使路面结构受力状态发生显著变化,文章采用三维有限元方法,将新老路基不均匀沉降转换为结构层底脱空,进行多种不同脱空深度的路面结构力学分析。分析认为沈大高速公路路基加宽容许工后不均匀沉降差应在1.6cm以内,不均匀沉降坡比不大于0.4%时,沥青路面不产生结构性破坏。     

DCG化学灌浆在路基、路面病害处治中的应用

路基工后沉降、路面板脱空是砼路面经常出现的病害，如何防止路基的继续沉降，修补面板的脱空，一直是道路养护工程中的一大难题。丈中介绍了化学灌浆的处治方法。     

路基不均匀沉降对城市轨道交通轨面变形的影响研究

通过建立整体式轨道、路基三维有限元梁-体模型，考虑各结构层间的非线性接触关系，分析在自重作用下，不同波长、波深的路基沉降对整体式轨道钢轨变形和受力的影响。结果表明:整体式无砟轨道在自重作用下会发生跟随性沉降，沉降波深增大，钢轨沉降幅值和主应力增大，轨道与路基从贴合转为脱空；沉降波长增大，钢轨的沉降幅值增大，而钢轨的主应力先增大后减小，轨道与路基从脱空转为贴合；在余弦型路基沉降起、止点处钢轨出现轻微翘曲，其变形范围相对于路基有所扩散。     

高等级公路桥头跳车施工过程防治措施

本文从台背地基、路堤的工后收缩沉降及引道路面搭板脱空沉陷等方面深入阐述了桥头跳车的产生原因。分析引道路面不同结构形式对应的不均匀沉降类型,采用搭板的引道路面纵坡变化是不均匀沉降的主要形式,而采用沥青混凝土路面的引道错台和凹陷是不均匀沉降的主要形式。本文针对桥头跳车的产生原因和不均匀沉降类型,重点从台背地基、路堤、引道路面施工过程质量控制角度阐述如何有效防治桥头跳车。     

不同土质围岩条件下隧底围岩脱空规律与结构受力特征研究

针对铁路隧道隧底围岩脱空病害问题,采用室内试验与数值模拟方法,探明不同土质围岩类型、隧底结构形式条件下隧底围 岩脱空演变规律,给出不同土质围岩类型条件下隧底围岩脱空类型;进而,明确不同脱空类型条件下隧底结构受力特征。研究结果 表明: 1)在相同隧底围岩类型条件下,底板结构形式比仰拱结构形式更易发生围岩脱空现象;相同隧底结构条件下,黏性土、卵石 土、砂质土3 种隧底围岩的脱空程度依次降低。2)隧底围岩脱空类型主要与围岩类型有关;卵石土、黏性土和砂质土围岩最终脱空 类型依次为多处小范围局部脱空、整体性脱空、隧底中心区域大范围脱空。3)在相同围岩脱空类型条件下,底板结构受力特征变化 比仰拱结构更为剧烈,应力集中现象更为明显,更易引发隧底结构损坏。4)随着脱空范围增大,隧底结构弯矩变化量、轴力减小量 均呈增大趋势,轴力分布逐渐呈“中间大,两端小”的不均匀分布形态。     

水泥混凝土路面下碎石层缓冲差异沉降前后力学分析

在碎石层缓冲路基差异沉降的基础上,分析了碎石层变形缓冲前后支撑模量的变化,并提出了有限元计算模型,计算了水泥混凝土路面在均匀支撑、有碎石层差异变形缓冲调节后、无碎石层完全脱空等3种支撑状态下的挠度及应力。根据模型计算结果发现,碎石层不但可以从变形上消除路基出现的差异沉降,而且可以减小路面结构在差异沉降发生时产生的附加应力。     

旧路改造中底板脱空的力学响应分析

在旧路加宽改造工程中,由于新旧路基沉降和变形的不一致性,会造成路面结构底板的脱空,对路面结构受力状态产生非常不利的影响。通过三维有限元分析法对路面结构的面层主应力、表面变形、表面剪应力、底基层层底主应力等进行计算分析,可为旧路加宽改造工程提供理论依据。     

隧道拱顶存在脱空的数值分析

隧道在长期运营过程中,目前最常见的病害是拱顶出现脱空.脱空对二衬结构受力是很不利的,它会导致结构混凝土出现开裂.为分析隧道拱顶脱空与拱顶纵向裂缝的产生有无相关性,本文基于大型有限元仿真软件ANSYS,计算分析二衬混凝土与围岩脱空后对二衬结构受力状态的影响,判断由于脱空导致二衬结构混凝土开裂的可能性.     

差异沉降对路面结构附加变形影响的大比尺模型试验

为合理描述新老路基差异沉降条件下路面结构层的附加变形问题,借助大型地基差异沉降平台,开展了新老地基差异沉降条件下拓宽沥青路面层影响机制大比尺模型试验研究。试验结果表明:在地基差异沉降作用下,沥青路面结构层整体处于受拉状态,下面层受到的地基差异沉降的影响最为明显,在地基差异沉降达到14cm时,路面结构面层开始出现塑性变形;新老路基中铺设土工格栅可以缓解下部地基差异沉降并减小路面结构层的附加应变;路面汽车荷载能在一定程度上缓解拓宽路基差异沉降导致的结构层附加变形;地基差异沉降会导致路面结构层与路基出现脱空从而产生局部弱支撑,在重力的作用下,沥青混凝土路面板呈现弯曲状态,路面表层会出现反坡。     

层间脱空时水泥混凝土路面的荷载应力特征

针对水泥混凝土路面层间脱空问题,采用有限元方法,建立了弹性半空间地基上考虑脱空的三维路面结构模型,计算了板角、接缝和板中3种脱空位置处脱空面积对面层荷载应力的影响。结果表明:对于板角脱空,脱空长度与宽度接近时,面层荷载应力最大;对于接缝中部脱空,平行于接缝方向的脱空越多,面层应力分布越不利;对于板中脱空,面层应力对脱空形状的敏感性较低。无论脱空位置如何,面层底部最大弯拉应力均随脱空面积、荷载大小的增加而增大,但与板角脱空和接缝脱空相比,板中脱空对面层应力的影响较小。     

路基上单元板式轨道底座板底脱空对轨道受力的影响分析

针对高速铁路路基上单元板式无砟轨道底座板底脱空病害,运用有限元法,建立了底座板脱空力学分析模型,计算分析了不同脱空长度对轨道结构和路基受力的影响,并考虑其对轨道结构使用寿命的影响。研究结果表明:底座板底脱空长度不应超过0.81 m。     

水泥混凝土板底脱空对沥青加铺层的影响研究

根据水泥混凝土路面脱空形态及受力特性,建立水泥板存在脱空状态下的沥青加铺结构有限元模型,分析了脱空范围变化、单板脱空与双板脱空、传荷能力变化时沥青加铺层的受力变化情况。结果表明:脱空对加铺层受力影响非常明显,脱空范围的增加、脱空形式由单板变为双板以及传荷能力的衰弱都会对加铺层造成不利的影响。     

铁路斜拉桥钢-混结合段脱空影响分析

为研究铁路斜拉桥钢-混结合段脱空对结构的影响,以甬江左线特大桥主桥——铁路钢-混混合梁斜拉桥为背景,采用ANSYS软件建立该桥1/2钢-混结合段模型,利用有限单元生死关系杀死钢板底层混凝土单元,模拟脱空破坏,计算在施工阶段或运营初期、长期运营阶段脱空前后结合段结构的应力和位移。结果表明:在施工阶段或运营初期,脱空后局部应力及变形变化明显,局部脱空区域钢板与混凝土之间的隆起距离相对较大,整体应力水平无明显变化,结构安全;在长期运营阶段,脱空后局部主拉应力水平有所增大,整体应力分布规律一致,竖向位移受脱空影响相对较大,钢板与混凝土之间的隆起距离比较小,结构安全。     

基于单点弯沉值的水泥路面脱空判定影响因素分析

针对单点弯沉值判定水泥路面板底脱空中存在的问题,采用ABAQUS有限元软件建立了典型路面结构不同脱空深度和不同脱空尺寸三维模型,分别在考虑温度场和不考虑温度场两种情况下施加5t荷载,模拟分析了不同脱空深度、尺寸和环境温度对单点弯沉值进行脱空判定的影响程度,并进行了现场试验验证,总结了单点弯沉值脱空检测的适用范围,用来指导水泥混凝土路面的板底脱空检测。     

基于截距法的水泥路面脱空判定影响因素分析

针对截距法判定水泥路面板底脱空中存在的问题,采用ABAQUS有限元软件建立了典型路面结构不同脱空深度和不同脱空尺寸三维模型,分别在考虑温度场和不考虑温度场2种情况下施加多级荷载,模拟分析荷载等级和环境温度对截距法进行脱空判定的影响程度,总结截距法脱空检测适用范围,用来指导水泥混凝土路面的板底脱空检测。     

刚性路面脱空尺寸对探地雷达反射信号影响分析

根据雷达电磁波在路面结构中的传播特性,建立了雷达电磁波在脱空刚性路面结构层中的传播模型,并基于此模型模拟了矩形、十字形及圆形脱空形态下雷达电磁波的反射信号,研究了脱空尺寸对雷达反射信号的影响。结果表明:脱空水平尺寸主要影响脱空上下界面反射波幅的大小,竖向尺寸主要影响脱空下界面反射波峰出现的时延。研究成果探索了探地雷达识别刚性路面板下脱空大小的可行性,也为实际应用提供了重要的技术支持。     

水泥混凝土路面连续式脱空检测应用技术研究

板底脱空将使水泥混凝土路面的使用寿命降低,当脱空程度和范围达到一定程度时,车辆荷载作用下板块将产生断裂性结构破坏,为此,本文采用最新研制的连续敲击脱空检测仪,在广东中山城桂路进行试验检测,建立了脱空阈值与弯沉检测值之间的比对关系,最后采用钻孔取芯的方法,确定出连续敲击脱空检测仪评定脱空的标准,并在城桂路全线进行检测,起到较佳的效果。     

同板弯沉差比较值脱空评定标准研究

依据水泥混凝土路面使用寿命的衰减程度划分脱空程度,在同板弯沉差的基础上以同板弯沉差比较值作为脱空评定的标准,符合路面结构的实际工作状况,并能减小道路差异、检测方法对脱空评定的影响,提高标准的适用性。该标准在鹤大高速、烟威高速公路上的应用效果表明：对板底脱空的识别率达100%,对脱空程度的识别准确率可达92.3%。     

同板弯沉差比较值脱空评定标准研究

依据水泥混凝土路面使用寿命的衰减程度划分脱空程度,在同板弯沉差的基础上以同板弯沉差比较值作为脱空评定的标准,符合路面结构的实际工作状况,并能减小道路差异、检测方法对脱空评定的影响,提高标准的适用性。该标准在鹤大高速、烟威高速公路上的应用效果表明：对板底脱空的识别率达100%,对脱空程度的识别准确率可达92.3%。     

基于振动感知的混凝土铺面板底脱空识别方法

水泥混凝土铺面在使用过程中常由于冲刷和沉降产生脱空，进而诱发断板、错台等病害，严重影响铺面使用性能。为此，提出一种基于振动感知的混凝土铺面板底脱空识别方法，以有效控制混凝土铺面的结构性损坏。通过有限元数值模拟与室内试验，发现板底脱空会影响铺面板局部振动的频谱分布，且影响程度与脱空面积、位置等因素相关。在此基础上，采用分布式光纤传感技术搭建铺面板振动感知系统，分布式地采集铺面板振动特性；利用时频分析技术解析铺面板振动特性，捕获振动频谱特征；研究不同脱空状况下铺面板局部的振动频谱特征。分析结果表明：脱空状况对20~150 Hz频段上频谱特征的影响显著；以该频段为敏感频段，计算加权频率的变化量，并以此为脱空监测指标，提出基于振动感知的混凝土铺面板底脱空识别方法。于上海龙华机场开展现场试验，在3块铺面板内搭建了分布式振动感知系统；采集了12个测点不同日期的动态弯沉与振动特性数据，比较了振动感知法和传统弯沉法的脱空识别结果。试验结果表明：2种方法的识别结果趋于一致且具有较好的相关性，验证了振动感知法用于脱空识别的可行性。