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水泥混凝土路面板底脱空和接缝传荷能力的关系

作　者: 肖兴强
导　师: 邱延峻
学　校: 西南交通大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 脱空水泥混凝土路面接缝传荷能力脱空评定接触有限元方法
分类号: U416.216
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 278次
引　用: 5次
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内容摘要

板底脱空是水泥混凝土路面的主要破坏形式之一，如果脱空不及时处理，就会发生开裂、唧泥、断板等破坏，降低路面服务质量，缩短路面使用寿命。基于荷载～弯沉关系图法的脱空评定是目前普遍使用的方法。但是因为脱空和接缝传荷能力的相互关系很复杂，要区分它们成为脱空评定的难题。本文在这方面做了一些初步的工作，主要内容包括：总结了现有的脱空评定方法，并对其进行了系统地分类和比较。在分析水泥混凝土面层与基层界面的接触力学特性的基础上，进行了考虑接触的脱空分析。分析表明：利用ABAQUS可以很好的模拟面层与基层界面问可以承受一定拉应力的事实；位于板中的弯沉检测方法只能反映沿板宽全长的缝边脱空，不能很好的反映板角脱空的变化。所以，为了尽可能准确地检测脱空，应在脱空区域正上方检测。分析了水泥混凝土路面接缝的工作特性，采用多种方法对接缝进行有限元模拟，并进行比较，包括：虚拟接缝材料，弹簧单元和梁单元。最后利用通用有限元软件ABAQUS建立了可以考虑接触、不同接缝传荷能力和不同板底脱空程度的有限元模型。分析表明：脱空和接缝传荷能力不呈单调的增减关系。总体上，传荷系数随着脱空尺寸的发展，先减小后增大。增强接缝材料强度总可以提高接缝传荷能力。事实上，要将接缝和脱空区分开来是可能的。LTE／|D2|与脱空尺寸和接缝材料模量均有良好的单调递增／减关系，而且LTE／|D2|能够代表现实的脱空、接缝组合关系，所以可以利用LTE／|D2|指标作为脱空评定的标准：如果LTE／|D2|＜d0，即判定为脱空。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章绪论  9-13
  1.1 课题研究的目的和意义  9-10
  1.2 国内外研究概况  10-12
  1.3 研究内容和方法  12-13
第2章脱空的检测和评定方法  13-25
  2.1 经验调查法  13-15
  2.2 弯沉检测法  15-18
  2.3 探地雷达法  18-19
  2.4 频谱分析法  19-20
  2.5 基于FWD的脱空检测方法  20-24
    2.5.1 FWD设备测试原理  20-21
    2.5.2 FWD设备的优越性  21-22
    2.5.3 脱空检测  22
    2.5.4 接缝传荷能力检测  22-24
  2.6 本章小结  24-25
第3章考虑接触的脱空分析  25-48
  3.1 工程概况  25-30
    3.1.1 原路面破损情况  26-27
    3.1.2 接缝传荷能力检测  27
    3.1.3 脱空检测  27-28
    3.1.4 材料参数  28-30
  3.2 接触分析  30-46
    3.2.1 弹性接触问题分析的基本假设  31
    3.2.2 水泥混凝土面层与基层界面的力学特性  31-32
    3.2.3 ABAQUS的接触算法  32-34
    3.2.4 接触分析验算  34-40
    3 2.5 考虑接触的脱空分析  40-46
  3.3 本章小结  46-48
第4章水泥混凝土路面接缝模拟  48-64
  4.1 概述  48-53
    4.1.1 水泥混凝土路面接缝工作原理  48
    4.2.2 接缝的有限元模型  48-51
    4.2.3 ABAQUS中接缝模拟分析  51-53
  4.2 虚拟接缝材料  53-57
  4.3 弹簧单元  57-60
  4.4 梁单元  60-63
  4.5 本章小结  63-64
第5章脱空和接缝传荷能力的关系  64-80
  5.1 概述  64-65
  5.2 脱空对接缝传荷能力的影响  65-70
  5.3 接缝传荷能力对脱空的影响  70-74
  5.4 脱空评定方法的改进  74-76
  5.5 考虑接缝传荷能力的脱空评定新方法  76-78
  5.6 本章小结  78-80
第6章总结与展望  80-83
致谢  83-84
参考文献  84-87
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目  87

水泥混凝土路面板底脱空和接缝传荷能力的关系

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