基于两尺度模型的CRCP冲断区域剥落研究

为研究连续配筋混凝土路面(continuous reinforced concrete pavement,CRCP)冲断区域混凝土剥落机理,细观上采用离散元方法,宏观上采用有限元方法,基于宏观、细观两尺度模型对混凝土剥落展开研究。首先在分析混凝土剥落形成原因的基础上将剥落分为分层剥落和剪切剥落,并建立剥落力学分析模型;然后考虑水泥混凝土细观上由集料、胶凝材料及其界面组成,进行水泥混凝土抗压强度数值模拟试验,通过调试获得不同强度等级下混凝土的细观参数,以所得细观参数为基础,进行混凝土弯拉强度和抗剪强度细观数值模拟试验,得到其弹性模量、弯拉强度和抗剪强度,并将数值模拟试验结果与室内试验结果进行对比,将所得参数用于路面有限元建模和混凝土剥落机理分析;最后考虑冲断区域特点,建立CRCP宏观力学分析有限元模型,对车辆荷载、湿度梯度和温度梯度作用下的冲断区域剥落进行研究,并对混凝土细观参数(水泥掺量、水泥强度、界面强度等)和宏观影响因素(脱空、基层模量、路基模量等)的影响进行研究。研究结果表明:细观数值模拟试验结果与室内试验结果拟合良好;车辆荷载、湿度梯度和温度梯度作用下,剪切剥落不易发生,分层剥落较易发生;车辆荷载和外界环境作用下混凝土强度衰减、车辆超载和路基模量偏小是剥落产生的主要原因;路面设计选择材料时,适宜的集料类型及高强的水泥可有效减少剥落。     

沥青混合料非线性粘弹性本构关系研究

为进一步研究沥青混合料非线性粘弹性关系,采用简单性能试验机(SPT)在不同温度(5、25、45℃)和荷载作用频率(0.5、1、5、10、25 Hz)下的测定沥青混合料动态模量和相位角。通过对比Burgers模型与建立的分数导数模型对试验结果的拟合,表明分数导数模型较以往的模型能够较好地拟合试验曲线,拟合参数具有实际物理意义,能够用于描述沥青混合料的动态粘弹性性能。     

网状及条带式加筋土挡墙加筋应变的测试

通过对网状及条带式加筋土挡墙大型模型试验加筋拉应变的测试分析,发现条带式与网状加筋的拉应变自墙背沿加筋长度逐渐减小;在离墙面相同距离处,条带式加筋的拉应变比筋网中筋肋的拉应变大得多;各层加筋的应力水平均随超载的增大而提高,随着超载的增大,条带式加筋前、中部的拉应力增长幅度很大,其后部拉应力增幅较小;而筋网的总体应力水平均有比较均匀的提高,提高的幅度自前部向后端逐渐减小,这说明网状加筋比条带式加筋更适合于修筑加筋土挡墙。     

加筋土挡墙滑动破裂面的大型模型试验

通过对加筋土模型挡墙加载破坏现象的观察和破坏后裂缝的逐层剖析,提出了加筋土挡墙新的破裂面形式,认为具有上覆荷载的加筋土结构应存在两组潜在的滑动破裂面,它们都属折线形复合式滑裂面,其下部倾斜部分均为朗金破裂面,而上部分别为过均布荷载中心及过承载板之后加筋体拉裂区后部界面的竖直平面.它们比传统的0.3H法及朗金破裂面更具有普遍性.     

黄土邓肯-张模型有限元计算参数的试验

为配合有限元计算分析的需要，从工地现场取样，进行了黄土的室内三轴试验，并对试验结果进行了分析，得到了邓肯-张非线性模型有限元计算的8个参数。黄土的有限元参数随着试样的压实度和试验时围压的不同而变化。在含水量保持不变的情况下，邓肯-张E～μ模型的8个参数中，参数K、n、Rf、C、φ、G均随压实度的提高而增大；F、D随K的变化规律不明显。在含水量和压实度保持不变的情况下进行三轴试验，土样的（σ1-σ3）f、（σ1-σ3）ult、Ei、Rf均随σ3的增大而增大，μi随σ3的增大而减小，D随σ3变化的规律不明显。     

悬锚式挡土墙结构设计与分析

悬锚式挡土墙是新型的组合式支挡结构.以两层锚定板的悬锚式挡土墙为对象,依据有限元分析结果,研究了悬锚式挡土墙的结构设计和稳定性分析方法.提出了以朗金主动土压力为基础的墙背土压力计算方法.给出了墙身结构设计要求和锚定板与拉杆的设计方法;并给出了基于悬臂式挡土墙的稳定性分析方法和基于锚定板挡土墙的折线破裂面稳定性分析方法.工程实践表明,给出的计算、分析和设计方法具有较强的应用价值.     

统一强度理论在挡土墙土压力计算中的应用

运用统一强度理论和能量理论，导出了按能量理论计算挡土墙主、被动土压力系数及土压力的公式，这些公式可以灵活地适用于各种不同特性填土材料土压力的计算．对不同权系数下的土压力计算结果的比较表明：已有的Mohr-Coulomb解仅为文中解的特例，主动土压力统一解小于Mohr-Coulomb解，而被动土压力统一解大于Mohr-Coulomb解．应用统一强度理论解可以更好地发挥填土材料的强度潜力，并获得明显的经济效益．     

加筋土地基承载力及其沉降量计算新法

依据能量守恒原理及加筋土地基的工作性状,提出了加筋土地基极限承载力及其沉降量的一种新的计算方法,并推导出了相应的计算公式,经试验结果验证,所得公式具有实用价值。     

网状与条带式加筋土挡墙墙面位移的测试

通过对网状及条带式加筋土挡墙大型模型试验墙面位移的测试分析，研究了超载作用下网状与条带式加筋土挡墙墙面位移的分布形式，发现在超载作用下，条带式与网状加筋土挡墙的墙面位移形式相似，都呈上大下小、整个墙面绕墙趾向外位移且墙面位移随超载的增大而增大，但网状加筋土挡墙的墙面位移小，而且其上、下部位移相差的幅度亦较小。结果表明，网状加筋土挡墙的墙面位移小，墙体的整体工作性能较强。工程实践证明网状加筋土挡墙具有广阔的应用前景。