基于弯沉比的水泥混凝土路面板底脱空识别方法

通过分析脱空产生和形成的机理以及板底脱空图式来确定脱空识别的研究方向．采用弹性地基板模型分析了落锤式弯沉仪（FWD）荷载作用下水泥混凝土路面的弯沉规律。回归得到了板角脱空范围与地基类型、地基刚度半径、路面板角弯沉比（FWD荷载作用于板角和板中时弯沉之比）之间的近似关系式,建立了通过比较实测弯沉比与理论弯沉比的水泥混凝土路面板底脱空的识别方法．工程实践表明,采用方法判别水泥混凝土路面板角脱空状况是可行的．     

基于弯沉指数的水泥混凝土路面板角脱空识别

采用弹性地基板模型，分析了落锤式动态弯沉仪（FWD）荷载作用下水泥混凝土路面的弯沉规律，回归得到了板角脱空范围与地基类型、地基板相对刚度半径、路面板弯沉指数（FWD荷载作用于板角和板中时的荷载中心点弯沉之比）以及邻板传荷能力之间近似关系式．建立了通过板角和板中的FWD实测弯沉盆数据，对比理论计算结果判别水泥混凝土路面板角脱空状况的方法．     

水泥混凝土路面板角脱空判定指标

以ANSYS有限元计算软件为基础,利用FWD(Falling weight deflectometer)板中板角实测弯沉值,建立以板角弯沉为判定指标的板角脱空范围估算方法.对均匀支承的无限大板板角理论弯沉值修正平面尺寸效应和板间接缝传荷能力,求解理论板角弯沉值,将其与FWD实测板角弯沉值相比较以评定路面板角脱空状况;提出板角脱空指数λ,并分析λ与脱空尺寸、面板模量、面板厚度和地基反应模量的相关性,建立λ与脱空尺寸的回归关系式估算脱空尺寸.对湖南耒宜高速公路试验段板角脱空识别结果与实际钻芯结果进行对比,发现最大相对误差为6.32%,与检测结果较吻合,表明该方法具有较高的可靠性,能为水泥混凝土路面板底脱空的识别提供合理、可行的新思路和手段.     

刚性道面弯沉盆重心距离法及回归模型

提出一种刚性道面弯沉盆重心距离法(MAREA)及回归模型,在系统建模和分析传统弯沉盆面积指数法(AREA)的基础上,从综合利用各个测点弯沉值信息的角度,以弯沉盆重心距离指标替代弯沉盆面积指数,推算相对刚度半径;并以实测弯沉盆误差最小为准则,计算板下地基反应模量,从理论上解决结构参数反演的多解性.在典型的刚性道面结构形式下,分析改进方法采用最佳的传感器数量以及可靠性.结果表明,改进后的方法可较大提升反演结果的可靠性,能有效处理测量误差.基于落锤式弯沉仪(FWD)实测数据的模型验证结果也表明,该改进方法相对于其他方法能减少拟合误差.采用五次多项式建立了无偏的回归模型,大大提高了反演的效率.     

水泥混凝土路面实测FWD数据与表观路况关系探讨

采用落锤式弯沉仪（FWO）实验数据评价旧水泥混凝土路面的主要范围包括：接缝传荷能力、板底脱空判别、路基强度、混凝土板体刚度、路基路面强度的均匀性等。目前，研究者建立了许多采用FWD数据的评价模型，但实用性欠佳，主要问题在于缺乏基础性的现场实测数据，因而模型的可靠性较差。文中基于某国道水泥混凝土路面的FWD实测数据及大量路况表观调查照片，分析FWD实测参数与旧水泥混凝土路面状况调查实录及测试数据间的某些相关性，探索旧水泥混凝土板的接缝传荷能力、弯曲刚度、综合承载能力等定性或定量的判别方法，提出利用FWD加载中心弯沉值总水平评价旧水泥混凝土路面综合承载能力的设想。     

FWD技术在水泥混凝土路面检测中的应用

落锤式弯沉仪(FWD)是目前国内最先进的路面强度无损检测设备之一.本文依托于广清高速公路水泥硂路面养护工程,对目前流行的几种路面脱空检测方法进行横向对比.经过对比之后发现FWD设备在对路基顶面弯沉,板底脱空检测等多方面具有体积小、经济、快速、准确等优点,根据实际情况值得大力推广使用.     

水泥混凝土路面板中弯沉的温度梯度影响修正

在详细分析正温度梯度作用下路面板的翘曲变形的基础上，总结归纳了板中局部脱空可予修正的温度梯度范围，给出了可修正范围内的落锤式弯沉仪（FWD）和贝克曼梁（BB）实测弯沉修正方法和相应回归公式，提高了弯沉测试的精度和效率．     

脱空对机场水泥混凝土道面荷载应力的影响

提出了通过建立ABAQUS三维有限元模型,将计算弯沉盆与实测弯沉盆对比,得到较为精确的计算脱空参数的方法,并计算了机场水泥混凝土道面板底不同脱空程度对道面板荷载应力的影响.计算结果表明:有限元软件计算道面弯沉中,以静载代替脉冲荷载对计算结果影响很小;脱空区域基础与面层并非完全脱离,其反应模量较原值有一定折减;在严重脱空区域,道面荷载应力较未脱空时可增大80%.     

刚性路面板下地基脱空判定方法综述

论述了刚性路面板下地基脱空产生的机理;探讨了目前广泛使用的脱空判定方法,即FWD落锤式弯沉仪检测法和探地雷达等方法的工作原理及应用;介绍了简便有效的声振法和智能神经网络等识别法;最后对各种方法进行了总结,供养护管理部门参考.     

基于人工神经网络的沥青路面模量评估

介绍了利用弯沉盆参数和人工神经网络方法来处理FWD（落锤弯沉仪）的测量结果用于结构层模量的评估。在研究弯沉盆信息时,利用FORTRAN程序进行了轴对称模型的动力有限元分析.与现有的反算程序中利用迭代不断调整模量来匹配弯沉的方法不同,本方法利用基层破坏指数和形状因子两个参数来确定土基模量,并将土基模量和其他参数一起作为输入,利用人工神经网络来预估上层模量.最后,分别利用本方法和软件ELMOD对实测FWD数据进行分析,结果验证了本方法的可行性.     

弹性半空间上矩形基础稳态振动积分变换解

采用双重Ｆｏｕｒｉｅｒ变换分析位于弹性半空间上,受竖向稳态荷载作用下矩形基础的振动问题,通过分析得到位移的积分变换解,并由该解得到短形基础稳态振动下的动刚度,通过解的数值计算分析,讨论了泊松比和基础形状动刚度的影响。     

基于主断面参数的车身结构刚度链快速求解

在刚度链计算模型中直接利用真实主断面参数快速求解,是车身结构刚度链设计方法必须解决的关键问题.在建立和完善轿车车身弯曲静刚度链计算模型的基础上,以刚度链节点参数可控和工程化为目标,建立了刚度链节点参数与主断面截面属性参数的对应关系,研究了利用极坐标法控制真实主断面形状的参数化方法,以及由单一变量控制的复杂截面属性计算方法,实现了刚度链节点属性的参数化计算和刚度链模型计算参数的工程化,为基于真实主断面结构形状的车身静刚度优化分配研究打下了基础.最后用一个车身轻量化优化计算实例验证了研究方法的可行性.     

基于动测法的基桩刚度验证试验研究

针对以往基桩刚度无法准确测得的情况,从基桩动力特性基本理论出发,重新梳理了桩顶受微小激励时所产生的动态响应,给出了通过速度导纳幅频曲线中振动固有频率的位置来计算基桩刚度值的基本公式。利用室内模型试验,通过静态加载法和瞬态机械阻抗法对比测定基桩刚度值,验证了瞬态机械阻抗法测试基桩刚度值的可行性。该结果进一步说明了通过瞬态机械阻抗速度幅频曲线拾取基桩振动固有频率来确定基桩刚度值是具有实际意义的。     

新型复合填充墙钢框架研究

首次提出了一种新型的空腔复合填充墙钢框架抗侧力体系.在试验研究的基础上,建立了该体系的恢复力特性模型,对影响空腔结构砌体填充墙钢框架抗侧力性能的因素进行了讨论.空腔结构砌块复合填充墙钢框架是一种新型的钢框架抗侧力体系,采用了空腔结构砌块复合填充墙后,钢框架的抗侧力刚度和延性均得到提高.空腔结构砌块复合填充墙具有较好的耗能能力,在结构弹塑性受力的初期阶段是结构耗能的主要途径.图5,参9.     

基于有限元与小波变换的弹性地基梁损伤识别方法研究

采用转角模态的小波分析方法研究了带刚度下降损伤段的弹性地基梁损伤识别问题.利用有限元分析求解带刚度下降段的模态参数,建立了基于转角模态小波变换识别弹性地基梁损伤的方法.以两端简支弹性地基梁为例,分别给出了地基梁无损伤、梁单独损伤、梁和弹簧同时损伤且损伤位置不同的有限元模型,计算得到了结构的转角模态,并通过转角模态小波分析来识别弹性地基梁内刚度下降段的位置.从识别结果发现,存在随机噪声的情况下,运用了转角模态小波变换方法,仍能识别出地基梁的刚度变化截面.数值算例证实了该方法的有效性和稳健性,研究结果对实际工程中的结构损伤诊断提供参考.     

岩溶土(暗)洞对临近高压输电杆塔基础安全影响

土洞是覆盖型岩溶区一种隐伏的不良地质现象。输电线路在经过岩溶地质区域时,岩溶暗(土)洞的存在会对邻近的杆塔基础安全产生威胁,严重时使得输电杆塔产生倾斜甚至倾覆。以湖北省恩施-水布垭输电线路为工程背景,采用ABAQUS有限元软件,分析了土洞的尺寸、覆盖层厚度以及土洞与输电杆塔的相对位置对500 k V输电杆塔的影响。以正常使用极限状态下地基倾斜限制值为安全控制指标,得到了保证该输电杆塔基础安全的不同尺寸土洞的洞顶位置安全影响线,并且采用该影响线对某实际案例进行验证。该方法可为类似地质条件下输电工程选线、输电杆塔基础设计以及地基处理提供参考。本文模拟研究对邻近岩溶土洞输电杆塔安全评价及灾害处理有着重要的指导意义。     

弹性地基上框架结构内力计算方法

将框架结构的地基梁单元细分,由弹性力学中的地基沉陷公式求得与细分后梁单元结点相对应的地基柔度矩阵,对柔度矩阵求逆得到地基刚度矩阵,与框架结构刚度矩阵叠加形成总体刚度矩阵;设置虚梁考虑边荷载;通过求解确定地基集中反力为受拉的结点,消除这些结点对地基刚度的贡献,进而考虑地基与地基梁的脱开问题;由梯形分布荷载作用下的梁单元固端剪力系数矩阵,建立由结点处地基集中反力求地基分布反力的关系式,形成了完善的半解析弹性地基上框架结构内力与地基反力求解方法,算例表明该方法有很好的精度。同时通过算例发现,不同地基模型对结构的总沉陷影响较大,但对结构内力、地基反力和沉陷差影响较小。     

双参数地基上分布随从力作用下输流管道的稳定性

研究了Pasternak双参数地基模型基础上分布随从力作用下的两端固支输流管道的稳定性.建立了管道运动微分方程,并采用传递矩阵法对无量纲方程进行求解.通过研究双参数地基上输流管道的临界流速和复频率变化,分析了在四种不同地基刚度组合下,分布随从力、流速等对系统稳定性的影响.数值计算表明:地基刚度不变时,不同分布随从力和流速作用下系统的稳定性有很大的差别;在随从力和流速相同的情况下,地基刚度对系统稳定性有很大影响,且其中的剪切刚度比线性刚度的影响更加显著.     

弹性地基上分布随从力作用下含裂纹输流管道的稳定性

将分布随从力、winker地基等效刚度k作为输流管道运动微分方程新增参数纳入考虑,新的振动微分方程由此产生,离散并且求解采用Galerkin法。频率特征值源于频率扫描(frequency scanning)及传递弯矩法。具体分析了在考虑分布随从力(跟随力),裂纹存于管跨上不同位置、不同大小弹性地基刚度支承管道时,其失稳形式的变化。研究显示弹性地基存在对保持含裂纹管道的稳定性起部分作用,需重视裂纹开口深度及裂纹所处管跨位置对管道稳定性的影响。     

小刚度劲性水泥土梁抗弯刚度试验研究

针对南京地区淤泥质粘土、砂土两种土质,根据相似理论采用模型梁方法,测定组合梁刚度,研究型钢与水泥土共同作用机理,采用刚度贡献系数方法分析组合梁中水泥土对梁刚度的贡献,为小刚度劲性水泥土地下连续墙基坑支护法提供必要的技术参数和理论支持。