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混凝土路面动力响应计算分析与试验验证
| 论文题名： | 混凝土路面动力响应计算分析与试验验证 |
| 关键词： | 混凝土路面;弯沉计算;伽辽金法;落锤式弯沉仪;贝克曼梁 |
| 摘要： | 本文分析比较现有的混凝土板模型，建立了两种混凝土板模型——理论模型和有限元模型。与由落锤式弯沉仪（简称 FWD）测试值转化的贝克曼梁（简称 BB）弯沉实测值比较，两种模型的计算结果与实测值比较吻合，误差在工程可接受的范围之内。理论模型的误差在0.3％~1.2%之间，有限元模型的误差在1.8%~4.8%之间。 理论模型基于经典的W inkler地基板模型建立的静力模型，是BB测试时汽车在爬行速度下通过路面情形的模拟。该模型主要有：汽车荷载简化为双圆形的均布荷载，地基与混凝土板之间作用力为线性的弹簧力，劲度系数为弹簧地基系数，混凝土板简化为四边自由矩形薄板。经过理论推导，可以得出混凝土板受力的偏微分方程。该微分方程可以用伽辽金（Galerkin）法进行求解，确定了能够满足位移边界和应力边界全部条件的位移函数，建立了一个混凝土板弯沉的理论公式。为确定该公式中的系数，用MATLAB编制了程序，计算可以得出理论模型的结果。 有限元模型同理论模型一样，也是基于W inkler地基板模型的静力模型。二者主要的不同点在于对混凝土板的处理上：理论模型假设其为薄板，有限元模型则用离散的网格单元来表示。另外，文中采用有限元模型研究了在不同参数下板的弯沉变化规律。结果表明，荷载增加，板的弯沉也增加；弹性模量增大，板的弯沉在减小；泊松比增大，板的弯沉有缓慢增大的趋势；弹簧地基系数增大，板的弯沉在减小。 最后，建立了混凝土路面温度模型，模拟了温度场下混凝土路面应力状态。研究得出，温度场作用下混凝土路面不同位置应力变化规律。板顶与板底温度差为正时，板向上翘曲，上部为压应变，下部为拉应变，板中面无应变；板顶与板底温度差为负时，板向下翘曲，上部为拉应变，下部为压应变，板中面无应变。并且，板翘曲时，板角应变最大，其次是板边，板中心处应变最小。 |
| 作者： | 李耀军 |
| 专业： | 水利水电工程 |
| 导师： | 王博;徐建国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 郑州大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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