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动载作用下土工格栅加筋路面的有限元分析
| 论文题名： | 动载作用下土工格栅加筋路面的有限元分析 |
| 关键词： | 土工格栅加筋路面;格栅夹层;有限单元;动力分析;疲劳寿命;反射裂缝 |
| 摘要： | 随着国民经济的持续快速发展,公路交通在国民经济和人民生活中发挥着越来越巨大的作用,是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志之一。但随之而来的是路面损害越来越严重,无论是新建的柔性基层沥青路面,还是旧水泥混凝土加铺沥青路面,车辙裂缝等问题都是影响路面使用性能的重要因素。为改善路面使用性能和提高承载能力,延长服务年限,必须采取一定的保护措施。土工格栅层的加入,使得沥青混合料内的颗粒位移受到均匀的限制,极大地减小了在荷载作用下混合料内部的应力集中程度,提高了沥青层的抗疲劳特性,延缓了裂缝的发展,推迟了结构的破坏。目前国内外对动力荷载作用下格栅加筋路面的结构类型、设计方法方面的研究相对比较少,因此开展这方面研究是十分必要的。本文通过对动载作用下路面加筋层进行较为全面和深入的力学计算,分析其产生破坏的原因,进而提出防护措施,力图借此为路面设计提供帮助。本文主要从事以下几个方面开展研究工作: (1)利用线弹性力学原理,建立路面结构三维有限元模型,研究柔性基层沥青路面中格栅加筋层所处位置变化对沥青路面力学性能的影响,得出土工格栅位于面层1/3时效果最好,格栅模量越大则效果越好的结论。 (2)探索格栅夹层在旧沥青路面加铺层结构中的最佳位置,用有限元软件分析夹层位置对夹层上下沥青加铺层结构应力、应变影响的规律,得出旧沥青路面加铺层在动力荷载作用下的位移与应力大于均布静力时的位移和应力的结论。 (3)在前面分析的基础上考虑旧水泥路面有、无裂缝以及加铺层与旧水泥路的层间状态等因素对格栅最佳位置的影响,研究发现旧水泥混凝土路面加铺层中格栅对加铺层抗疲劳破坏帮助不大,但是格栅可以显著延缓反射裂缝的发生。 |
| 作者： | 刘能源 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 颜可珍 |
| 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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