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水泥混凝土桥沥青铺装层力学特征及裂缝扩展研究
| 论文题名： | 水泥混凝土桥沥青铺装层力学特征及裂缝扩展研究 |
| 关键词： | 水泥混凝土桥;桥面铺装体系;沥青铺装层;线弹性力学;断裂力学;应力强度因子 |
| 摘要： | 桥面铺装体系是桥梁结构的重要组成部分,直接承受车辆荷载和日照温度变化的影响,受力情况较普通路面结构更为复杂。因此,在进行力学计算时,采用传统的路面结构模型并不能准确的分析出铺装体系的力学特性。本文在线弹性力学的基础上,利用ABAQUS有限元软件,模拟工程实例桥梁,建立合理的三维模型分析静态车载作用于简支空心板沥青面层时的铺装层应力状态,并采用断裂力学基本理论对铺装层的裂缝扩展进行深入探讨。 首先,本文在广泛了解国内外有关桥面铺装研究的基础上,借鉴相关学者的经验,归纳已有成果中的不足,探索后续研究的技术方法。 其次,对具体的调查结果进行分析,总结桥面铺装破坏的主要类型和影响因素,提出破坏产生和发展的控制指标和计算公式。 第三,以有限元理论为基础,建立朱家冲中桥的三维实体模型,并给予各类约束和材料参数。荷载采用单轴双轮组,通过移动荷载作用位置找出此桥面铺装的最不利荷位。在不利荷位下改变面层材料的参数、超载比例、摩阻系数和层间摩擦系数来寻求各参数变化对铺装层内应力和表面竖向位移的影响。 第四,以断裂力学为基础,研究偏载作用下,带缝铺装体系的沥青面层靠近裂缝尖端区域剪应力受裂缝宽度和沥青面层材料参数变化的影响,并分析Ⅱ型裂缝尖端应力强度因子K11的变化,以判断Ⅱ型裂缝扩展速率的变化。研究温度荷载作用下,带缝铺装体系的沥青面层靠近裂缝尖端区域拉应力受裂缝宽度、面层材料参数和温缩系数变化的影响,并分析Ⅰ型裂缝尖端应力强度因子K1的变化,以判断Ⅰ型裂缝扩展速率的变化。 本文的研究结果,为深入研究桥面铺装的破坏机理提供了重要的理论参考,也为桥面铺装体系在设计和施工过程中,采用合适方法预防和抵抗裂缝扩展提供了宝贵的技术支持。 |
| 作者： | 王昊昱 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 王昌衡 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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