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车辆荷载作用下埋管沥青路面结构动力响应分析
| 论文题名： | 车辆荷载作用下埋管沥青路面结构动力响应分析 |
| 关键词： | 车辆荷载;沥青路面;有限元模拟;动力响应 |
| 摘要： | 地下管道日趋密集已经成为市政道路建设的新特点。管道存在造成的回填土压实困难是埋管沥青路面结构破坏的重要原因之一。因此，研究车辆荷载作用下埋管沥青结构的破坏问题必须要先进行力学响应分析，而传统的路面力学分析中将车辆荷载假定为双圆均布静态荷载，无法模拟轮胎-路面的交互作用过程中车辆荷载的非均布移动特性。 首先，基于车辆轴载实测结果的等效换算，确定本文的车辆荷载为竖向非均布移动荷载；基于弹性体系理论，建立车辆荷载作用下三维层状沥青路面结构瞬态动力分析有限元模型。确定了影响路面结构力学性能的因素；给出了路面结构动力有限元求解方法、材料参数以及边界条件；讨论了车辆荷载的简化及加载方式。 其次，研究有限元模型在车载作用下各结构层的竖向、横向、纵向以及竖向平面应力应变响应的时程变化规律，得到路面最大压应力、路基最大压应变、底基层最大拉应变、面层底面最大剪应力是对埋管路面结构影响最大的力学响应指标。 再者，对比分析静载与动载、埋管与无管状态下的力学响应。 最后，建立不同工况的有限元模型，应用控制单一因素变化其他因素不变的研究方法，分析其在车辆荷载作用下，上述力学响应指标的变化规律。 结果表明，管道的存在改变了路基的局部刚度且影响范围有限；传统的静力分析无法反映路面结构响应的波动性以及正、负交变特性；沥青面层内部存在复杂的拉、压应变；沥青面层底部出现剪应力与剪应变集中现象；路面力学分析中应考虑荷载的非均布移动特性；管道埋深、回填土弹性模量、车载行驶速度及管径尺寸对路面动力学响应存在不同程度的影响，掌握这些规律对埋管沥青路面结构的设计和施工具有一定的指导作用。 |
| 作者： | 郭琴 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 辛亚军;马素云 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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