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水泥混凝土路面相似试验与破坏损伤机制研究
| 论文题名： | 水泥混凝土路面相似试验与破坏损伤机制研究 |
| 关键词： | 水泥混凝土路面;相似理论;脱空;数值模拟;损伤变量;能量耗散 |
| 摘要： | 水泥混凝土路面因其具有强度高、稳定性好、耐久性好、耐高温、耐磨损以及日常养护费用少等优点,而得到了广泛的应用。但是,我国许多地区修筑的水泥混凝土路面使用状况并不令人满意,尤其在一些重交通情况下水泥混凝土路面早期破损严重,使用寿命远低于设计年限。这已成为道路工作者关注的重要问题之一,展开了大量的理论与实验研究。一方面,对于这种重交通条件下水泥路面破坏的机理研究将有利于混凝土路面设计方法的进一步完善,另一方面,也可为重交通条件下交通控制与管理提供依据。本文以安徽省省道S308风台段为研究对象,通过现场凋研分析了该段路的破损原因,采用相似试验的方法模拟了水泥混凝土路面空脱空形成过程与破坏,并运用损伤理论探讨了路面板损伤演化过程。论文从以下几个方面展开研究工作,并得到了相应的结论。 1、通过现场调研,获得了该段路的路面结构尺寸,各层材料相关力学参数和路面破坏情况,分析了路面破坏的主要原因;通过交通量调查,得到了该段路上土要行驶的载货汽车轴载谱。 2、结合相似理论,确定了水泥混凝土路面相似试验的主要参数,采用量纲分析法推导出了相似试验主要物理参数之间的关系;根据实际情况和试验条件,确定了路面结构的尺寸相似比、试验材料的弹性模量相似比和荷载相似比;根据弹性模量相似比,通过试验对比研究,选取了几种相似材料。 3、设计相似试验方案,成功模拟了不同荷载条件下水泥混凝土路面板板底中部脱空过程,得到了不同荷载作用情况下板底脱空的变化规律;通过疲劳能耗原理分析定义了相应的损伤变量,讨论了疲劳破坏过程,并将试验中路面板的破损形状和实际情况进行了对比.取得了良好一致。 4、以相似试验为依据,通过对重载交通条件下含软弱区层状水泥混凝土路面脱空进行数值模拟,验证相似了试验的可行性;通过对三种损伤变量参数定义的讨论,最后采用能量耗散理论分析水泥混凝土路面破坏过程中损伤变量的变化规律。 |
| 作者： | 朱银虎 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 张晓春;张宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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