不同层间接触状态下的沥青路面结构力学响应分析

基于沥青路面多层弹性层状体系建立力学计算模型,系统的对沥青路面结构的应力和应变等力学响应进行计算和分析,得出力学响应的一般变化规则。研究结果表明：路表弯沉、面层层底拉应力和面层剪应力等路面力学响应随着路面层间状态的失效而趋于不利的受力状态,层间剪应力可作为控制指标或验算指标在路面设计中予以体现,有效减少路面层间结合病害的发生。     

非金属非粘结软管拉伸性能的数值模拟分析

针对非金属非粘结软管在拉伸状态下的力学特性,采用ABAQUS对其进行有限元分析并充分考虑了对层与层之间的摩擦接触。研究表明,提高抗压层扁带的环向强度、抗拉层扁带的轴向拉伸强度及环向拉伸强度可以提高软管的抗拉性能;抗拉层螺旋缠绕角和抗拉层厚度对软管拉伸刚度的影响较大,而内外压、抗拉层扁带数量和摩擦系数对软管拉伸刚度的影响很小。     

重载交通沥青路面设计方法探讨

近年来,随着重载、超限车辆在交通组成中所占比例的明显增大,对于超重载车辆比例较大的重载道路,现有的路面设计方法已不能满足要求。按原有设计方法对重载道路进行设计,使工程设计存在盲目性,从而导致许多路面的早期破坏。本文从重载作用下的交通特性出发,对重载设计参数、重载设计指标、结构组合设计等进一步进行研究,提出了重载沥青路面的设计方法。     

沥青面层结构参数对倒装路面结构非线性响应分析

级配碎石过渡层能有效防止或减少半刚性基层反射裂缝,改善沥青路面排水条件,但级配碎石模量低,具有非线性应力应变特性,将其作为过渡层置于沥青面层与半刚性基层之间,会改变原路面结构应力状况。通过使用非线性路面设计程序,从沥青面层厚度、模量两个路面结构参数分析路表弯沉值、面层及半刚性基层层底拉应力、土基顶面压应变等控制指标。归纳总结沥青面层厚度以及回弹模量变化对路面各个结构层的拉、压、剪切等力学响应规律,对倒装结构组合设计具有重要的参考价值。     

单侧边载作用下黏土中单桩负摩阻力特性模型试验研究

桩基础边载作用会在桩周产生负摩阻力,进而危及软土地区高桩码头、人工岛、路基等工程的安全。通过开展黏土中单侧堆载作用下单桩室内模型试验,测定桩身应变、桩顶沉降和水平位移,研究边载作用距离和桩型对桩身轴力及弯矩的影响,探讨桩身负摩阻力、桩顶沉降和水平位移在黏土固结过程中的时间效应。结果表明:边载作用距离对桩身最大轴力和最大弯矩有较大影响;翼板桩会增加桩身最大轴力和最大弯矩;负摩阻力和有效应力系数随时间增长且增速趋缓;增加边载作用距离和添加翼板都会提升桩身中性点位置,在这两组试验中均提升了8.33%。     

西城大桥箱梁节段结构有限元分析

采用ANSYS有限元软件,计算分析了西城大桥的加劲钢箱梁节段在恒载和车辆活载作用下的应力状态,以此作为用于加劲钢箱梁长期健康监测的应变传感器布设的依据。     

联锁块铺面的有限元模型分析

通过建立联锁块铺面的平面应变、轴对称和三维实体有限元模型,分析了联锁块块间接缝参数对基层层底弯拉应力和土基顶面压应变的影响;提出了基于不同等效损伤原则的联锁块层等效模量的概念;比较了接缝与联锁块块间连续时不同有限元模型计算得到的联锁块层等效模量的差异;建立了等效模量与接缝参数的关系式;考虑了接缝与联锁块块间可脱开时联锁块层等效模量的变化,并给出了等效模量的推荐表。     

港区道路重载条件下路基工作区深度的计算研究

本文简单介绍了路基工作区的概念及确定标准;结合天津港地区的交通特点和地质条件,分别计算分析了天津港港区典型路面结构在标准轴载下及重载交通作用下的路基工作深度的影响机理和变化规律,提出天津港地区重载条件下路基工作区深度为2.0~2.3 m;同时,对该地区的路基提出相应处理方案,以更好的指导类似工程的设计。     

堆载预压法中回填层加固效果的检测分析

结合洋山四期工程实例,对回填层(砂土)分阶段检测的成果资料进行分析、比对,研究回填层在堆载预压作用下的物理力学性质变化规律。通过对不同预压荷载及不同时间点回填层的密实度、强度以及变形特性的检测,揭示其随荷载、时间的变化规律,为判别回填层需加固的范围、深度及确定回填层的地基加固工艺提供技术参考。分析结果表明:随着荷载的增加和堆载时间的增长,回填层的工程地质性质得到明显改善,且效果比利用自重固结的回填层更明显。     

土工格栅加筋路面结构的理论分析

通过选用合理的力学模型及力学参数,采用有限元法建立三维力学模型进行计算,分析土工格栅对旧路反射裂缝的改善原理及效果.分析结果表明,加铺格栅降低了裂缝处基层底面的应力集中,减小了基层底面的层底拉应力、剪应力值,但对弯沉值影响很小.     

非均布荷载作用下沥青路面的力学响应分析

本文采用三维有限元分析方法,对不同车辆及其轮载作用力的均匀和非均匀分布情形下沥青路面的力学响应进行了分析.通过分析发现,考虑更接近实际轮载对沥青路面的作用,对更深入的了解沥青路面结构的力学行为至关重要.     

考虑含水率的红砂岩蠕变力学特性试验研究*

为揭示不同含水状态下红砂岩的蠕变力学特性，以0%、1.25%、3.16%和5.38% 4种含水率为控制条件，开展三轴压缩蠕变试验。分析蠕变试验结果，探究不同含水条件下红砂岩应变特征、蠕变速率和长期强度的变化规律。研究发现：1）红砂岩在水和应力的作用下表现出3阶段蠕变行为，高含水率岩石在更少加载等级下发生蠕变破坏；2）红砂岩蠕变应变远大于瞬时应变，水的作用促进瞬时和蠕变应变的增长；3）含水率的升高对初始和极限加速蠕变速率的增大起到促进作用；4）红砂岩在4种含水率下的长期强度分别为22.86、21.91、16.27和10.74 MPa，长期强度随含水率的升高而逐渐降低。研究成果可为红砂岩蠕变特性研究及港口地基长期稳定性分析提供参考。     

不同围压条件下淤泥质黏土蠕变力学特性试验及模拟

淤泥质黏土是码头工程常见地基土,其蠕变特性与码头地基稳定性紧密关联。为研究不同围压条件下的淤泥质黏土蠕变力学特性,对其开展固结排水三轴压缩蠕变试验。基于蠕变试验结果,引入Mesri和Log-Modified模型模拟淤泥质黏土的蠕变力学行为,得到蠕变经验模型,并对比两个模型的辨识效果。结果表明,同一围压下,随着轴压的提升,轴向应变逐渐递增,初始和稳态蠕变速率均呈线性递增趋势;同一加载等级下,围压和轴压的升高促进轴向应变的增长,较高轴压和围压条件下初始、稳态蠕变速率均始终大于较低轴压和围压条件;淤泥质黏土等时轴压-轴向应变曲线近似双曲线,具有明显的非线性特征;Mesri蠕变经验模型辨识效果优于Log-Modified蠕变经验模型。     

基于颗粒流法的钙质结核土三轴试验细观模拟研究

既不同于粘性土,又与粗粒土有较大差别,钙质结合土在强度和硬度方面上存在特殊性。本文基于PFC颗粒流法对钙质结核土的三轴试验进行数值模拟,从细观的角度解释钙质结核的存在对土体强度的影响。研究发现,在加载不同阶段钙质结核和粘性土起到不同的作用。在低应变下,试样的压缩以细颗粒间孔隙的压缩为主。在高应变下,试样的压缩主要以钙质结核间的移动、相对位置的重新排布为主。对于颗粒接触应力来说,在低应变阶段,试样两端颗粒的接触力较为集中,处于弹性阶段,包裹钙质结核的粘性土主要起到限制钙质结核移动的作用。在高应变阶段,试样中的钙质结核紧密接触,起到骨架作用,试样中的接触力主要是通过钙质结核来进行传递,这种应力传递方式较纯粘土和粗粒土均有所不同。     

压力载荷下非粘结柔性立管应变影响因素分析

基于Abaqus/Explicit准静态和质量放大方法研究了一类典型非粘结柔性立管在压力载荷作用下应变响应特性,对影响立管整体轴向延伸率和绕轴向扭转角度的因素进行了分析。数值模型计入金属层实际截面形状、铺设角度以及几何、接触、材料非线性。计算结果表明：数值解与理论值吻合较好;立管端部边界条件对轴向延伸率影响不大但对绕轴向扭转角度影响较大;抗压铠装层为径向压力主要受力构件,其铺设角度虽然对压溃性能不大,但在应变分析中不可忽略;拉伸铠装层铺设角度对应变影响同样较大。文中数值方法可弥补理论方法限定在小位移、小变形范围,无法计入层间摩擦、材料非线性及初始制造椭圆率等缺陷。     

压力载荷下非粘结柔性立管应变影响因素分析（英文）

基于Abaqus/Explicit准静态和质量放大方法研究了一类典型非粘结柔性立管在压力载荷作用下应变响应特性,对影响立管整体轴向延伸率和绕轴向扭转角度的因素进行了分析。数值模型计入金属层实际截面形状、铺设角度以及几何、接触、材料非线性。计算结果表明:数值解与理论值吻合较好;立管端部边界条件对轴向延伸率影响不大但对绕轴向扭转角度影响较大;抗压铠装层为径向压力主要受力构件,其铺设角度虽然对压溃性能不大,但在应变分析中不可忽略;拉伸铠装层铺设角度对应变影响同样较大。文中数值方法可弥补理论方法限定在小位移、小变形范围,无法计入层间摩擦、材料非线性及初始制造椭圆率等缺陷。     

竖向荷载作用下厚覆盖层防渗墙竖向变形模型试验研究

我国有多座250 m甚至300 m级的超高土石坝,在设计或施工中都面临准确计算坝体防渗墙的变形和应力的问题。通过开展室内模型试验,研究防渗墙墙底接触刚度和墙-土接触面属性对混凝土防渗墙变形的影响。墙底刚性接触的防渗墙沉降明显小于柔性接触,但是刚性接触的防渗墙压应变是柔性接触的1.44倍,最大压应变均位于1/2墙高处。采用未包裹的黏土做接触面泥皮,导致防渗墙沉降和压应变增加;采用膨润土做接触面泥皮能显著降低防渗墙的沉降和压应变。相比于不考虑泥皮和采用未包裹的黏性土做泥皮,膨胀土泥皮防渗墙的最大压应变分别降低了44%和52%。     

不同载荷形式下复合材料层合板渐进失效行为研究

近年来复合材料在船舶与海洋工程领域得到快速发展。船舶在服役周期内受载复杂,主要承载板材除受典型的面内拉压外载外,免不了遭受横向波浪载荷作用。研究复合材料层合板在不同载荷形式下结构的响应特征与损伤演化特性,有助于先进复合材料的性能评估及优化设计。本文采用三维实体单元及内聚力单元建立复合材料层合板模型进行计算分析,考察拉压载荷下层合板的极限承载能力与渐进失效过程,研究在横向载荷下层合板结构强度,对比分析其层内及层间损伤模式的差异性。     

应变测量在海上桩基静载试验中的应用

原位试验是获取桩基设计参数和了解桩基力学行为最客观、可靠的方法.在进行海上桩基静载试验时,通过预先设在钢管桩上的电阻应变片进行应变测量,获得桩身在各土层中应变的变化,从而获得桩身轴力的变化、分析桩-土间的荷载传递规律,测定各土层的桩侧摩阻力、桩端阻力和水平荷载作用下桩身弯矩的分布规律.     

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。