公路沥青路面力学特性影响分析

通过对典型沥青路面结构的分析,探讨层间接触条件对路面结构受力状态的影响。计算与分析显示：层间接触条件对路面结构受力有很大的影响,不同界面的接触条件对不同的力学指标有不同程度的影响;第一、二界面的接触条件对层底拉应力的影响较大,第一界面的接触条件对面层最大剪应力有着决定性影响,第三接触面影响土基顶面压应变。     

公路路基半刚性基层探讨

提出了刚性路面和半刚性路面的基层强度应有所差别,并就半刚性基层的裂缝及透层、防水层方面的问题通过工程实例进行了讨论,认为安徽地区的沥青路面结构和水泥混凝土路面结构的基层表面应设置透层和防水层。     

基于路面使用性能和全寿命周期费用的永久性路面结构对比分析(英文)

研究了江苏省沿江高速公路永久性路面试验段的路面使用性能和经济适用性.对试验段路面性能进行连续监测,对比了通车以后8年内含有富油抗疲劳层(RBL)的永久性路面、不含富油抗疲劳层的永久性路面与普通半刚性基层沥青路面的弯沉、裂缝和车辙状况及发展规律,并通过全寿命周期费用分析法(LCCA)对各路段进行经济评价.通过性能对比和LCCA分析发现:含富油抗疲劳层的沥青结构具有良好的抗裂缝性能,但是抗永久性变形能力不足;传统的半刚性基层沥青路面因在服务寿命内需要更频繁的养护而经济性不足.研究结果表明:不含富油抗疲劳层的永久性路面结构是本地较为适用的一种永久性路面结构.     

纵坡对钢桥面铺装层力学响应的影响（英文）

为了研究纵坡对钢桥面铺装层力学响应的影响,运用时温等效原理进行钢桥面铺装层力学分析中坡度-模量转换.考虑纵坡上车辆荷载对铺装层力学作用,建立钢桥面铺装层力学模型分析车辆荷载作用下铺装层纵横向拉应力和剪应力临界荷位,得到了匀速行驶和紧急制动2种状态下铺装层力学响应随纵坡坡度的变化规律.结果表明:匀速行驶时铺装层表面最大横向拉应力始终大于表面最大纵向拉应力;层底最大横向剪应力始终大于层底最大纵向剪应力.紧急制动时铺装层表面最大纵横向拉应力临界纵坡为6%,铺装层层底最大纵向剪应力始终大于最大横向剪应力.分析结果为大纵坡钢桥面铺装层设计提供了理论基础.     

差异沉降条件下拓宽路面结构层响应机制(英文)

借助大型路基差异沉降平台,对沥青混凝土路面层与水泥稳定碎石半刚性基层的应变响应和沉降变形特征足尺模型进行了试验研究,并结合足尺模型试验研究成果,建立了路面结构层对路基不协调变形力学响应的有限元模型,研究了路面结构层的应力变化特征.研究结果表明:在地基差异沉降作用下,半刚性基层整体呈现受压状态,沥青混凝土面层整体呈现受拉状态,最大附加拉应力和最大附加压应力都在距离路面接缝位置1m的位置出现.在地基差异沉降达到14cm时,路面结构层开始出现塑性变形;当路面结构层底部差异沉降量超过约1cm时,基层的上部最大附加拉应力为0.28MPa,超过了现行规格规定的基层材料水泥稳定级配碎石的劈裂抗拉强度.     

基于旧路病害的混凝土薄层加铺结构力学分析

为了更加科学合理地进行旧水泥路面加铺混凝土薄层罩面路面结构设计,充分考虑加铺过程中旧路面病害状况,利用MATLAB进行旧路面病害的识别及坐标位置的提取,借助有限元软件分析不同程度病害(裂缝损害、坑槽、修补、基层脱空)状况下路面加铺结构的应力状态,实现病害信息与有限元模型的联动,进一步探讨旧水泥混凝土路面进行薄层加铺时存在病害作用下的力学响应规律。结果表明：加铺层层底以压应力为主,旧路面层层底以拉应力为主;对于同等程度的裂缝病害,直接加铺后各层层底最大荷载应力值相比修补加铺分别高出72.75%、43.53%;旧路面层层底应力值最小时的坑槽长宽比为2∶1,加铺薄层层底应力值则随着坑槽长宽比的增大逐渐降低;基层脱空会明显改变旧路面层层底的受力状态,正方形为脱空部分与旧路面层的最不利接触面。     

市政道路“黑+白”路面层间性能试验研究

已有研究表明层间性能对超薄水泥混凝土加铺路面性能的影响十分重要.本文通过直接剪切试验和拉伸试验综合确定市政道路"黑+白"路面层间处理方案为"1.8 kg/m~2的SBS改性沥青+13 kg/m~2 13.2mm级单粒径玄武岩碎石+轻压",层间具有良好的抗剪切能力和抗拉能力,层间性能满足市政道路"黑+白"路面要求.     

移动荷载作用下柔性路面多尺度结构的响应

为了研究移动荷载下路面结构内部细观结构的响应,采用离散元方法进行了多尺度路面结构移动荷载响应的分析．建立了柔性基层沥青路面典型结构的离散元模型,并计算了移动荷载作用下沥青层底的应力和应变,通过与已有经典计算程序荷栽响应计算结果的比较,验证了所建立的离散元模型．以该离散元模型为基础,在沥青混凝土结构层的底部,采用尺度较小的离散单元描述粗集料的体积含量、分布特征以及空隙大小等细观结构,以此建立路面结构的多尺度模型．对路面结构宏观响应与细观结构的荷载响应进行了比较分析,并分析了沥青砂浆劲度对细观结构处荷载响应的影响．结果表明：粗集料与沥青砂浆界面位置的拉应力均值和离散系数均大于沥青砂浆内部;荷载引起的应力和应变在沥青砂浆内部和界面内部均存在不均匀分布;沥青砂浆的劲度越大,沥青混凝土内部的荷载响应分布越趋于均匀．     

粘贴玻璃钢板加固混凝土梁粘接剪应力分析

将一定几何尺寸的玻璃钢板粘贴在混凝土梁的受拉区，能有效地提高混凝土梁的抗弯承载能力。玻璃钢板与混凝土梁之间由一层结构胶粘剂传力，通过解析的方法，分别对组合梁在三种不同受力状态下粘层中的剪应力进行了分析，对进一步试验和设计有指导作用。     

温度影响下的橡胶沥青应力吸收层的应力分析

高温开裂已经成为沥青路面的主要危害之一。橡胶沥青是良好的沥青改性剂,其具有吸收应力,改善沥青高温性能、延长路面使用寿命、延缓反射裂缝等优点。利用ABAQUS有限元软件,选取15℃、20％和60℃下沥青路面的热特性参数,分析在不同温度下橡胶沥青应力吸收层对半刚性基层路面结构和柔性基层路面结构的应力应变规律,推荐合理的沥青路面结构层设计参数,为工程实践提供理论依据。     

大跨径钢桥面铺装动响应分析

为了研究车辆随机荷载作用下的大跨径钢桥面铺装层动响应,首先根据目前钢桥面铺装的平整度现状,利用功率谱密度函数模拟桥面不平度;然后选取单轮车辆模型计算由桥面不平度引起的行驶车辆随机动荷载;最后采用瞬态动力分析方法计算了铺装层的竖向位移及最大横向拉应力等主要力学响应,并与以往的移动恒载作用下铺装层的动响应及静力计算结果做了比较、分析表明,针对铺装层而言,相邻的2块横隔板的跨中位置为最不利荷栽位置;考虑桥面不平度情况下铺装层的最大竖向位移和最大横向拉应力的峰值分别是只考虑冲击系数的移动恒载作用下的1.33倍和1.39倍、研究结果为铺装层的混合料和结构设计提供了理论依据,对桥面施工及维护提出了严格要求.     

Experimental Study on Mechanical Properties of Micro-Structured Porous Silicon Film

Mechanical properties of micro-structured porous silicon film (PS) were studied combining X-ray diffraction with micro-Raman spectroscopy. The micro-structured porous silicon samples with different porosities ranging from 30.77% to 96.25% were obtained by chemical etching. Lattice parameters of the samples were measured using X-ray diffraction and its maximal change is up to 1.0%. This lattice mismatch with the bulk silicon substrate may introduce residual stress to the porous film. The residual stress measurement by micro-Raman spectroscopy reveals that the maximum of tensile residual stress has reached GPa level in the porous film. Moreover, the lattice mismatch and its corresponding residual stress are increasing with the porosity of PS, but average elastic modulus is about 14.5 GPa, one order of magnitude lower than that of substrate Si. The mechanical properties of PS have aclose relation with its micro-pore structure.     

Numerical analysis of tensile bifurcation phenomenon of a film bonded to a substrate

To study the mechanical properties of the film/substrate structure, the finite element code ABAQUS v6.9-1 is adopted to simulate the tensile mechanical behavior of the nanoscale thin film bonded to a substrate. The bifurcation phenomenon of the structure under uniaxial tension is found: the single-neck deformation, the multiple-neck deformation and the uniform deformation. The substrate and the film are regarded as power-hardening materials obeying the J 2 deformation theory. Firstly, the influence of material hardening match on tensile bifurcation mode is analyzed under perfectly well-bonded interface condition. Then, the effects of interfacial stiffness and other superficial defects surrounding the imperfection on bifurcation mode are investigated. It is concluded that under the well-bonded interface condition, if the stress of the substrate is larger than the film, the film will uniformly deform with the substrate; if the stress of the substrate is smaller than the film, the film will form a single neck, except the case that a weakly-hardening film is bonded to a steeply-hardening substrate when multiple necks can be formed. With the decrease of interfacial stiffness, the uniform deformation mode can transform into the multiple-neck deformation mode, and further transform into the single-neck deformation mode. And other defects surrounding the imperfection can influence the wavelength of deformation and neck number.     

重载作用下沥青路面结构层应力场分析

造成沥青路面出现破损甚至早期破损的原因不一,传统的沥青路面设计方法对重载交通下的沥青路面力学响应考虑不足,基于这一点本文从理论上对重载作用下沥青路面结构层的应力场进行分析。方法：运用多层弹性体系理论,双圆均布荷载下,考虑车辆轴载的变化,分析半刚性基层沥青路面结构层力学响应的变化规律和影响因素。结果：重载下路面结构层力学响应明显,应力指标变化显著。结论：沥青路面设计过程中应充分考虑重载影响并加以控制。     

掺加剂对大粒径沥青碎石性能的影响

为了推动大粒径沥青碎石柔性基层在路面结构中的应用,通过室内试验的方法,对掺入橡胶粉和玻璃纤维的大粒径沥青碎石进行了抗压强度、抗拉强度、抗弯拉强度和回弹模量试验及高温稳定性能、低温性能和水稳定性实验,探讨了外掺剂种类和含量对大粒径沥青碎石力学性能和路用性能的影响。结果表明:加入外掺剂后大粒径沥青碎石ATB-30的力学性能和路用性能能完全满足规范要求,尤其是玻璃纤维对大粒径沥青碎石性能的改良效果会更加明显,在外掺剂橡胶粉和玻璃纤维的作用下,适当减少沥青用量,既能保持ATB-30力学特征和路用性能不会减弱,又降低了大粒径沥青碎石工程造价。     

正交异性钢桥面铺装有限元模拟和优化分析

为了确定正交异性钢桥面铺装受力状态并为设计提供参考,运用子模型有限元法分析了桥梁整体变形及局部轮载作用下铺装内部受力状态及应变分布特点.为优化设计铺装层结构,分析了铺装层模量对其应变状态影响.分析结果表明:大跨径钢桥整桥变形对铺装层受力状态影响很小,钢桥面铺装设计的控制受力因素是轮载局部作用下铺装层的横向应变,铺装层模量对铺装层的受力状态有显著影响,通过提高铺装层刚度过渡层的结构优化设计措施可以显著改善铺装层的受力状态,降低铺装层的应变水平.分别对环氧沥青混凝土、SBS改性沥青SMA和Rosphalt改性沥青混凝土的模量及疲劳性能进行了试验评价,可以为桥面铺装结构组合设计提供参考数据.     

高温气候重载水泥混凝土路面典型结构受力特性研究

为了解高温气候条件下重载水泥混凝土路面结构受力特征,本文以福建省高温气候条件与重载交通特性为研究实体,采用三维有限元程序EverFE2.24计算高温气候下重载交通对路面的影响.研究结果表明,高温气候下重载交通对水泥混凝土路面造成的不利影响,降低了路面寿命.各参数对面板的受力敏感性分析结果表明,增加面板的厚度、提高地基刚度及设置传力杆,均能有效改善面板的受力性能,其中增加面板厚度带来的受力性能改善的效果最显著.此外,增大基层厚度,在减少了车辆荷载应力的同时,也增大了面板的温度应力,因此对于改善面板受力特性不一定有效.     

Design of large-scale prestressing bucket foundation for offshore wind turbines

The key in the force transmission between the tower and the foundation for offshore wind turbines is to transfer the large moment and horizontal loads.The finite element model of a large-scale prestres...     

急倾斜煤层充填开采顶板应力分布特征研究

为了研究急倾斜煤层充填开采顶板控制的效果和力学机制,基于龙湖煤矿南二采区急倾斜煤层的水文工程地质条件,采用理论分析和离散元数值计算,分析了急倾斜煤层开采顶板岩梁的应力分布特征,研究了充填开采对顶板岩梁破断方式的影响。结果表明：急倾斜煤层充填开采可以有效降低顶板岩梁内的法向应力、切向应力和剪切应力分布,阻止在顶板岩梁内产生受拉、切向整体滑移和剪切破断,进而限制上覆岩层的形变空间和抑制覆岩导水裂隙的向上扩展发育,确保上覆岩层覆水条件下急倾斜煤层的安全回采。