CRTSⅡ型板式轨道CA砂浆层应力波法损伤识别

CRTSⅡ型板式无砟轨道在常年反复的使用过程中,其CA砂浆层易出现层间离缝、脱空等损伤。目前应用冲击回波法对无砟轨道板进行的无损检测需要在轨道板上布置较密的测线,并进行多点激发与接收。这种方法不适合对轨道板CA砂浆层损伤进行快速普查。作者用三维有限元法分析了单点激发下应力波在CRTSⅡ型轨道板中的传播规律。通过比较有无CA砂浆层缺陷轨道板周边的速度或加速度峰值,发现可根据CA砂浆层缺陷引起的速度或加速度峰值的变化率检测缺陷。如果取6%的变化率为阀值,在轨道板周边按20cm的间距设加速度检测点,或按30cm的间距设速度检测点,单点激发即可识别CA砂浆层中40cm×40cm以上的损伤。     

底座板伸缩刚度对大跨度连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向力的影响

在结构特点分析的基础上,考虑层间传力关系和横向相邻股道的影响,建立了大跨度连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向力计算的空间一体化模型和求解方法。计算分析了列车制动和温度变化作用下底座板伸缩刚度对大跨度连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向力的影响规律,结果表明：列车制动和温度变化作用下系统纵向力变化规律相同,随着底座板伸缩刚度降低,钢轨和桥梁墩台纵向力增加,复合板、剪力齿槽和端刺纵向力减小。     

基于高周疲劳损伤本构模型的无砟轨道自密实混凝土的性能演化规律

CRTS Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土(SCC)填充层在列车荷载和复杂环境反复作用下易产生高周疲劳损伤。本文基于损伤-有限元全耦合技术,建立了CRTS Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土疲劳损伤分析方法,探讨了列车荷载、初始劣化、板端脱粘等因素对填充层性能演化的影响。计算结果表明：全耦合方法可以揭示疲劳损伤与结构应力场的相互影响机制,弥补了传统解耦法结构应力不随损伤累积而变的局限性;列车荷载变化下,填充层在服役期内的损伤累积近似服从Miner线性准则,在初始应力水平达到0.33附近时,填充层疲劳损伤随荷载作用次数的增加出现非线性累积现象,采用全耦合法更能体现出结构的时变性;相较于自密实混凝土填充层初始劣化和列车荷载变化,板端脱粘对损伤累积的影响更为突出。     

温度作用对CRTSⅡ型无砟轨道结构体系的影响及损伤分析

研究了CRTSⅡ型板式无砟轨道结构体系温度作用影响并进行损伤分析。采用ABAQUS有限元软件建立了路基上的CRTSⅡ型板式无砟轨道结构有限元分析模型,对温度作用下CRTSⅡ型无砟轨道结构的力学响应、影响因素及可能发生的损伤进行了分析,并提出相应的技术措施以改善温度作用对结构造成的不利影响。     

混凝土损伤塑性模型的参数分析

阐述了ABAQUS中混凝土损伤塑性模型材料参数的设定方法和取值要求,分析讨论了膨胀角、粘性系数等一些重要参数的定义和计算方法.通过对钢筋混凝土单层单跨框架进行有限元分析,与试验结果进行对比,验证了ABAQUS中混凝土损伤塑性模型在实际应用中的可靠性,并进一步分析了各参数设置对计算结果的影响.     

基于区间层次分析的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道开裂状况评估

为了实现对CRTS Ⅲ型板式无砟轨道开裂的伤损管理,提出针对多条不同开裂形式裂缝的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道开裂状况评价指标和计算方法. 通过专家咨询获取437份有效调查问卷,采用德尔菲法和区间层次分析建立结构层次以确定各参数的权重,并将所提评估方法应用于工程实例. 结果表明：与层次分析法相比,结合德尔菲法和区间层次分析求取的参数权重更具客观性;工程实例中的开裂状况评价指标CCI为75.30分,评估方法的合理性得以验证,工程实例计算结果表明所提评估方法能够定量分析无砟道床的开裂严重程度.     

磷酸镁水泥对无砟轨道板损伤裂纹的修复性能

在使用过程中长期受到列车荷载和温度荷载的作用下,板式无砟轨道床道板易出现裂纹使得板内钢筋锈蚀降低其寿命。通过分析无砟轨道裂缝产生的原因与特点,结合磷酸镁水泥的工程特性,研究磷酸镁水泥用于无砟轨道板裂缝修复的适应性。从施工性能和耐久性角度对磷酸镁水泥和其它修复材料进行对比试验研究。采用ABAQUS有限元软件,对磷酸镁水泥在无砟轨道板修复中的受力和变形性能进行模拟,为磷酸镁水泥在无砟轨道损伤修复应用提供一定的理论基础。     

混凝土塑性损伤模型损伤因子研究及其应用

在有限元软件ABAQUS中,为混凝土材料定义了一种材料模型:塑性损伤模型,它可以模拟混凝土材料的拉裂和压碎等力学现象,而且使用也较为方便.本文基于能量损失原理,编制相关的计算程序,获得了现行《混凝土结构设计规范》提供的混凝土受压和受拉应力-应变关系曲线对应的混凝土损伤因子随应变增长的变化曲线.基于本文的研究成果,介绍了损伤因子在钢筋混凝土构件、新型钢管混凝土-钢筋混凝土梁节点和整体结构弹塑性分析中的应用实例.本文的有关论述和方法可为同类研究提供参考.     

基于塑性损伤模型的管片接头阶段分析

基于上海地铁13号线管片接头足尺加载实验,结合ABAQUS中混凝土塑性损伤模型和混凝土结构设计规范,对混凝土CDP模型的参数进行标定,并建立盾构管片接头塑性损伤三维有限元模型,研究管片接头在弯矩和轴力共同作用下的损伤破坏的全过程,对破坏过程中四个阶段的弯矩、裂缝张开量、挠度和损伤之间的关系进行详细分析。结果表明:塑性损伤模型计算得到的挠度-荷载曲线和试验曲线吻合较好,管片接头经历全截面受压阶段、小变形阶段、大变形阶段和接头接触挤压破坏阶段。以裂缝张开量为基础,结合管片接头挠度、弯矩和拉伸损伤带的损伤平均值,提出盾构管片接头损伤破坏的健康评价指标。     

利用混凝土损伤塑性模型评价CRCP+AC复合式路面的损伤演变

在连续配筋混凝土复合式路面（CRCP＋AC）的研究中,CRCP面板的裂缝形态和分布模式是影响今后路面使用性能和生命周期的重要因素。研究采用ABAQUS有限元程序中的混凝土损伤塑性模型（CDP）表征CRCP面板的力学特性,结合三维瞬态热传导分析的温度场数据,分析了变温条件下的结构损伤情况;并进一步分析复合式路面在温度变化和交通荷载耦合作用下,CRCP面板损伤的演化规律以及裂缝张开闭合的行为特征。研究认为沥青面层的作用不仅仅局限在功能性方面,它可以明显改善CRCP面板的受力状况;复合式路面设计中应根据CRCP面板的温缩性能和损伤性能综合考虑沥青面层的合理厚度。     

强震作用下大型排架式U型渡槽的损伤破坏分析

强震作用下排架式渡槽结构易发生损伤开裂破坏,使结构整体抗震性能发生改变.基于混凝土塑性损伤本构模型,采用等效弹簧模拟桩-土之间的动力相互作用及温降法模拟槽身三向预应力钢筋作用,应用时域分析法对某大型排架式U型渡槽在强震作用下的动力响应规律及损伤破坏发展过程进行分析,得到强震作用下排架式渡槽的破坏模式及抗震薄弱部位,研究排架式渡槽结构的整体抗震特性.研究表明,在强震作用下结构损伤破坏较大区域主要集中于下部排架盖梁、连系梁与排架柱交接的部位,可能出现混凝土开裂现象,是该排架式渡槽结构的抗震薄弱环节,而槽身整体破坏性较小.对于地震烈度较高地区的排架式渡槽结构,应重点关注下部支撑结构的抗震安全性.     

基于损伤塑性模型的无腹筋简支梁的非线性分析

以剪跨比为1.5的无腹筋简支梁受剪性能试验研究为基础,采用有限元软件ABAQUS 建立了无腹筋简支梁受剪的损伤塑性有限元模型,模拟构件加载的全过程和破坏过程、混凝土开裂等形态下构件的受力性能。模型中考虑了材料非线性和混凝土的损伤等。计算结果与试验吻合良好,通过调整混凝土损伤塑性模型的参数,探讨了损伤模型参数对计算结果的影响等问题。分析结果表明：损伤塑性模型模拟混凝土材料的非线性本构关系是行之有效的。为进一步利用ABAQUS对钢筋混凝土进行损伤塑性有限元分析提供了参考。     

四边支承钢筋混凝土矩形板抗冲切性能试验研究

对边长比为 2～ 3的四边支承矩形板的抗冲切性能进行了试验研究 .在中心加载条件下 ,研究了四边支承矩形板的破坏形态和支座反力的分布规律 ,分析了影响四边支承板抗冲切承载力的主要因素 .在此基础上 ,提出了中心加载条件下四边支承板抗冲切承载力的计算公式 ,为钢筋混凝土板的设计提供了技术依据     

端锚CFRP-混凝土界面剥离全过程解析模型

端部锚固是一种控制CFRP-混凝土黏结界面剥离和提高界面承载力的有效措施.为研究端部锚固下CFRP-混凝土黏结界面的剥离过程,引入指数型界面黏结-滑移本构,推导了黏结界面剥离全过程的解析模型,得到了黏结界面滑移、黏结应力、CFRP应变和应力分布表达式,上述解析模型得到了试验结果的良好验证.基于解析模型,给出了黏结界面的...     

线荷载作用下混凝土双向板的挠度分析

钢筋混凝土双向板在工业与民用建筑中应用十分广泛,随着板的应用跨度日益增大,常常遇到板上作用有集中线荷载的情况,预测板在使用阶段的挠度对指导工程设计具有重要的意义.目前在工程中通常按线弹性薄板小挠度理论计算板的变形值,所得计算结果与实际情况偏差较大.为此,在分析钢筋混凝土双向板的挠度时,有必要考虑材料非线性特性.本文研究了有线荷载作用的混凝土双向板在正常使用阶段的挠度计算方法,着重探讨了四边固支混凝土双向板的抗弯刚度计算.通过简化板在相应边界条件下的位移函数,得到了混凝土双向板的挠度计算公式,并与ANSYS软件计算结果进行了比较.最后对双向板挠度的影响因素进行了分析.     

火灾影响下钢筋混凝土单向板的计算方法

对材料在高温下的力学性能曲线进行简化得到其简化模型,然后根据高温下的截面性质得到截面极限弯矩计算公式,运用板的塑性绞铰法求得板的极限弯矩,带入截面的计算公式中,即可求得截面的配筋。通过此法可以简单计算板在火灾下的配筋,以及通过已知配筋求板的耐火极限。     

火灾影响下钢筋混凝土单向板的计算方法

对材料在高温下的力学性能曲线进行简化得到其简化模型,然后根据高温下的截面性质得到截面极限弯矩计算公式,运用板的塑性绞铰法求得板的极限弯矩,带入截面的计算公式中,即可求得截面的配筋。通过此法可以简单计算板在火灾下的配筋,以及通过已知配筋求板的耐火极限。