脱空耦合下水泥混凝土路面疲劳寿命影响因素分析

基于ANSYS建立板底脱空的水泥混凝土路面力学模型,计算其在不同因素影响下的最大弯拉应力,分析其应力变化规律。然后,再利用公式计算板底脱空水泥混凝土路面不同因素下的疲劳寿命,分析其变化趋势,为水泥混凝土路面板设计及后期维护提出依据。最后,再结合疲劳寿命计算结果,利用层次分析法确定板底脱空状态下影响其疲劳寿命的各个主影响因素所占权重。结果表明:脱空半径对其影响最大,权重占0.483,且脱空半径达到400mm时,随着其他各因素的不利发展,疲劳寿命趋于稳定;温度梯度影响下,各脱空半径影响下的弯拉应力变化规律整体一致;面层模量对疲劳寿命影响相对较小,仅占0.114;面层厚度为300mm时,水泥混凝土路面性价比较高。     

脱空状态下水泥混凝土路面汽车荷载下动态力学指标响应分析

通过采用有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA建模,计算水泥混凝土路面在脱空因素影响下的应力和挠度状态,并分析路面在动态荷载作用下弯拉应力和挠度随时间变化的历程曲线,分析弯拉应力和弯沉的动态力学响应,为水泥路面动态疲劳分析提供参考。     

水泥混凝土路面板底脱空成因分析及处治技术

通过分析水泥混凝土路面板底脱空的破坏形态,得出了水泥混凝土路面产生板底脱空的深层次原因,同时,基于力学计算和疲劳寿命预估,研究了面板厚度和脱空尺寸对脱空板体临界截面弯拉应力和使用寿命的影响.在此基础上,提出了适用于水泥混凝土路面板底脱空处治的技术措施及施工质量控制标准,以有效处治水泥混凝土面板脱空问题,延长混凝土路面使...     

基于ANSYS的水泥路面板底脱空力学模拟分析

针对板底脱空极易导致水泥混凝土路面板的断裂和破碎,并严重影响水泥混凝土路面板使用性能和疲劳寿命的情况,以烟台-威海高速路试验段为依托工程,将水泥路面板和板底脱空部分作为统一的力学分析体系,采用三维有限元软件对存在板底脱空的水泥路面结构进行了模拟,并对温度和轴载耦合作用下路面板的等效应力、最大剪应力及弯沉进行了计算,分析了不同降温幅度对路面板力学状态的影响,研究了存在板底脱空的水泥路面板的力学特性和弯沉变化规律。     

水泥混凝土路面板角脱空受力特性分析

为研究水泥混凝土路面板角脱空区受力特性,应用ANSYS-CFX建立流固耦合模型,对水泥混凝土路面在车辆荷载-动水压力耦合作用下板角脱空区所受应力进行了分析。研究结果表明:在相同行车荷载作用下,相比于无水状态的脱空区,有动水压力作用下的板角脱空区裂纹尖端等效应力和最大主应力提高了约30%,而脱空区路面板板顶和板底的应力有着不同程度的减小,且板顶的主拉应力大于尖端的主压应力。考虑有水状态下材料的刚度折减时,脱空区裂纹尖端和路面板所受应力不同程度增大。     

荷载-温度-水共同作用下脱空水泥混凝土路面板力学响应分析

为了得到脱空水泥混凝土路面板在考虑荷载、温度梯度、水共同作用下的应力随脱空发展的规律,利用ABAQUS建立了三维有限元模型分析力学响应.脱空部位选取板边中部及板角,设置不同的温度梯度、不同轴载、不同板厚、不同弹性模量以及考虑脱空部位有水和无水情况,定义了 3场共同作用的弯拉应力值与不考虑动水作用的弯拉应力值之比S,分析...     

不同注浆材料修复水泥混凝土路面板角脱空的效果评价

为了完善现有的注浆材料修复效果评价方法,以及给水泥混凝土路面脱空修复注浆材料的选择提供合理依据,基于ABAQUS软件建立注浆材料修复板角脱空的有限元模型,模拟在标准轴载作用下不同脱空尺寸和注浆材料对板角弯沉及弯拉应力的修复效果,分析厚度、轴载因素对水泥基注浆块弯拉性能的影响,并结合工艺要求、材料性能、经济效益等因素进行注浆材料的综合比较。结果表明,注浆材料能显著改善板角脱空的力学响应指标,其中水泥基注浆材料的修复效果最显著,聚氨酯注浆材料次之,沥青基注浆材料最小;随着脱空尺寸的增大,注浆材料的修复效果基本呈增大趋势;水泥基注浆块的弯拉应力随厚度减小、轴载增加而增大;利用沥青基注浆材料进行南方地区水泥混凝土路面脱空处治具有一定的优势。     

基于ANSYS的水泥路面弯沉影响因素有限元分析

水泥混凝土路面板的几何尺寸、板底脱空程度等因素的不同,会造成水泥混凝土路面弯沉的不同.该文利用Ansys有限元分析软件,分析了板块几何尺寸、厚度、脱空程度、传力杆结合状态等因素对板角弯沉的影响,从而为如何正确判断脱空提供理论参考依据.     

道路陡坡对水泥混凝土路面荷载应力的影响分析

以水泥混凝土路面结构为研究对象,采用三维有限元方法分析不同纵坡条件下路面结构在标准轴载作用下的应力变化。得出了板底弯拉应力、混凝土板最大主拉应力、层间剪应力与道路坡度之间的关系,探讨了水泥混凝土路面在纵坡地段的受力机理,为特殊地段路面结构设计提供参考。     

水泥混凝土路面脱空区域接触补偿求解方法探讨

针对水泥混凝土路面板脱空产生机理,充分考虑实际工况下面板与基层的接触状态,建立了脱空分析模型。并基于该模型首次提出了"接触补偿"的概念,并指出其为水泥混凝土路面三点回归脱空识别方法中荷载~弯沉曲线出现截距值的根本原因。采用考虑接触的非线性有限元方法对脱空区域面板与基层接触面进行分析计算,结果表明:接触补偿大小与斜率差之间具有非常好的相关性,并且脱空区域顶面曲线形状对接触补偿大小的影响不大。研究结果为水泥混凝土路面脱空的定量识别提供理论基础,对水泥混凝土路面的养护技术发展具有重大工程实用价值。     

水泥混凝土路面板底脱空的弯沉判据研究

根据试验路几种脱空检测方法的结果,研究了水泥混凝土路面板脱空的弯沉判据,提出了以一定保证率下板角弯沉值与板角弯沉差作为路面板板角脱空的弯沉判据,为施工单位提供了一种简单实用的方法识别脱空板。     

地震波法检测水泥混凝土路面板脱空影响因素研究

为了研究地震波法检测水泥混凝土路面板脱空动力响应影响因素，基于水泥混凝土路面板角隅脱空试验，采用室内地震波法检测缩尺试件的试验方法，得出水泥混凝土路面角隅脱空路面板在含水和不含水不同振动参数状态下应变值的变化情况，分别对比不同角隅脱空面积的试验数据和不同锤击高度的试验数据，发现随着水泥混凝土路面板角隅脱空面积的增大，脱空区域的应变值也会随之增大；对于不同锤击高度的试验数据分析发现随着锤击高度的增大，对应脱空区域的应变值也会增大。另外，针对含水状态的分析，发现含水状态下脱空区域的应变值明显大于不含水状态下的应变值。     

水泥混凝土路面板下脱空的路面雷达电磁波模拟

建立了路面雷达电磁波在水泥混凝土路面结构中传播的二维时域有限差分(2D-FDTD)方程,并针对空气耦合式天线雷达进行了水泥混凝土路面板下存在脱空病害的路面雷达电磁波模拟。进一步分析了水泥混凝土板下脱空出现水充空洞及气充空洞两种情况的路面雷达回波特性,本文的研究对路面雷达技术应用于水泥混凝土路面脱空病害检测实施具有重要的理论参考意义。     

公路隧道水泥路面板底脱空有限元分析

建立了公路隧道水泥路面板底脱空结构的三维有限元分析模型,在单轴双轮荷载作用下,对由于板底脱空产生断裂情况下板角顶面最大拉应力和最大竖向位移进行了分析。通过讨论脱空宽度、面板厚度、轴载、基层模量以及基岩模量对板顶最大拉应力和竖向位移的影响,得出脱空宽度、面板厚度和轴载对板角顶面最大拉应力的影响较大,而各个因素对板角顶面最大竖向位移的影响程度差别不大。板角出现脱空时,重载是造成路面损坏的主要原因,通过增加面板的厚度和接缝设置传力杆可以有效防止路面板由于板底脱空造成的损坏。     

水泥混凝土路面板底脱空判别物元分析方法

针对目前水泥路面板底脱空判别存在的问题,提出了一种基于FWD测试的水泥路面脱空判别物元分析方法,即以水泥路面脱空状况、评价指标及其特征值构造物元模型,并根据计算出的综合关联度实现对各水泥路面板底脱空状况的多指标综合判定.工程应用实例表明,该模型能够更加客观、准确地反映水泥路面板底脱空状况,具有一定的推广应用价值,为水泥...     

水泥混凝土路面嵌缝料复数剪切模量测试条件

进行了水泥混凝土路面嵌缝料剪切受力状态的理论分析和室内模拟试验,在此基础上,确定了嵌缝料剪切试验中的剪切应变和剪切频率等测试条件。理论分析结果表明:考虑板底脱空状态,嵌缝料在水泥混凝土路面中剪切应变为0.002~0.01;车轮荷载对混凝土板的振动频率小于混凝土板的固有频率,不会发生共振现象,嵌缝料的剪切频率由车轮荷载对混凝土板的振动频率决定,剪切频率范围为10~40 Hz。室内模拟试验结果表明:在5℃下,嵌缝料线性粘弹性应变为0.005,实验室可实现的应变为0.004。综合两者,确定水泥混凝土路面嵌缝料复数剪切模量的测试条件为:剪切应变0.004,剪切频率2~50 Hz。     

设置传力杆的水泥混凝土路面板角脱空状况评定标准探讨

采用路面雷达、贝克曼梁、落锤式弯沉仪(FWD)等设备对缩缝带传力杆的水泥混凝土路面板角脱空状况进行检测,并通过钻芯取样对各种检测脱空方法的准确率予以比较。在路面结构有限元分析的基础上,建议缩缝带传力杆的水泥混凝土路面板角脱空的弯沉检测标准为大于18(0.01mm)。结果表明:以弯沉值大于18(0.01mm)作为脱空标准后,弯沉测定法的脱空检测准确率达到了94.7%,比原标准提高了21.0%。     

水泥混凝土路面脱空状况下的弯沉分析

采用Winkler地基不等平面尺寸双层双块板模型,分析了基层横向超宽Ba、板角脱空尺寸Lv及不同结构组合对板中、板角弯沉及弯沉传荷效率W、弯沉指数DI的影响。结果表明,不同结构组合中,板中、板角弯沉不同,基层超宽Ba、板角脱空尺寸Lv的变化对板角弯沉影响比较显著,对板中弯沉影响不大。弯沉传荷效率W、弯沉比DI随脱空量变化曲线具有相关性。分析结果可用于水泥混凝土路面板底脱空的评价。     

基于弯沉检测的水泥混凝土路面板底脱空评价方法

水泥混凝土板底脱空的检测和评定是路面检测中存在的主要技术难题.目前,工程中应用较多的是基于落锤式弯沉仪的多级荷载回归法.该方法判定板底是否脱空时,没有考虑接缝传荷效率的影响,同时该方法限值0.05 mm的制定主要通过经验总结而来,忽视了路面结构的差异.利用有限元方法计算分析不同荷位、不同脱空位置、不同脱空面积时水泥混凝...     

FWD检测与水泥砼路面病害分析

采用落锤式弯沉仪(FWD)对广湛高速公路某段水泥路面主车道砼板的接缝传荷能力、板角脱空状况以及基层顶面当量回弹模量进行测试。结合路面破损情况的调查,分析了该段水泥砼路面破损的主要原因以及路面病害发展的规律。