柔性路面粒料层的永久变形计算

基于重复动三轴试验结果,运用Kenlayer程序计算和1stopt统计分析软件进行非线性回归拟合,建立了一种在车辆重复轴载作用下的柔性路面粒料层永久变形量计算方法,并引入现场修正系数对室内永久变形量预估模型进行修正.结果表明,柔性路面粒料层的永久变形量可通过所提出的回归方程直接计算,并可将其用于中国沥青路面车辙预估.     

沥青混凝土路面永久变形实验方法评述

为了正确预估路面的永久变形，选择恰当的实验方法十分重要．故对现有的沥青混凝土路面永久变形的各种实验方法的优缺点进行了总结和评述，为今后沥青混凝土路面永久变形的实验研究提供参考．     

基于永久变形试验的沥青混合料损伤分析

为分析沥青混合料的损伤特性,进行了两种沥青混合料的重复荷载永久变形试验,采用Kachanov损伤律推导了沥青混合料的损伤演化方程,并根据试验结果确定了损伤参数.结果表明,耦合损伤的力学模型较好地描述了沥青混合料三阶段的变形特性.在荷载作用下,沥青混合料损伤单调增加,而接近破坏时损伤会急速发展;在较高的应力和温度条件下,损伤值较大,且损伤发展较快.荷载作用次数达到流动数时,2种沥青混合料的损伤值基本介于0.14～0.15之间,表明在永久变形的迁移期和稳定期同样存在损伤,只是损伤值较小,并且可以近似看成线性损伤,但将其忽略是不合理的.     

基于路面不平度的路面附加动载分析

为了能够分析出与实际车辆动荷载更接近的动载,基于路面不平度分析了较低等级路面B、C、D的附加动载.分析结果表明:车辆行驶速度、路面等级不同,车辆对路面产生的附加动荷载的作用点的位置也不相同;路面附加动载随着路面等级降低逐渐增大;在相同的路面条件下,附加动荷载大小并不是随着车速的增大而增大的,而是在某一车速下达到最大值.     

沥青混合料永久变形的弹黏塑-损伤力学模型

对Burgers模型中串联黏壶进行了改进,并将改进模型看成是由三单元Van Der Poel模型与黏塑性元件串联组成.综合运用黏塑性力学和损伤力学理论,同时引入应变硬化变量和损伤软化变量,建立了基于应变硬化理论的沥青混合料损伤蠕变模型.再采用半正矢波间歇荷载模拟实际路面轮载作用,推导了重复荷载作用下沥青混合料永久变形的弹黏塑性损伤力学模型.根据室内重复荷载永久变形试验结果,运用最小二乘法原理,得到了弹黏塑性损伤力学模型的相关参数,并对该模型进行了验证.验证结果表明,该模型可以全面、统一地描述沥青混合料永久变形的三阶段特性.     

车辆动荷载对路面结构的影响

本文用动荷系数来评价车辆作用于路面的动荷载,把车辆静载与动荷系数的乘积视为车辆动载,以此分析车辆动荷载对路面结构的影响。     

车辆动载作用下地下通道基坑稳定性研究

隆祥街地下通道位于武汉市汉阳区龙阳大道与隆祥街的交汇处,地标建筑物多且近,路面交通十分繁忙,地下通道基坑在开挖时会产生基坑坑壁的水平位移和竖直沉降,造成基坑失稳,而路面车辆动载是造成基坑坑壁失稳的重要因素之一。根据数值分析相关理论,建立地下通道基坑模型,采用FLAC3D有限差分法软件对开挖进行数值模拟,对坑壁监测点的数值计算结果与实际监测结果进行对比,判断车辆动载数值模拟函数是否可行,以及基坑在车辆动载作用下的稳定性情况。在半波正弦数值模拟函数的作用下,坑壁监测点的数值计算结果与实际监测结果在误差允许范围内,故采用半波正弦函数对车辆动载进行数值模拟的方案是可行的,而且基坑是稳定的。     

路面不平度影响下的悬架动载计算

建立了包含阻尼的悬架系统振动微分方程,运用现代控制工程理论进行拉普拉斯变换,以解线性方程组与待定系数的方法求解传递函数解析解,通过拉普拉斯反变换求出振幅解析解.在对拉普拉斯变换及解析解进行细致的分析后发现,可以有选择地进行变换,以求出易于表达与分析的解析解.同时将路面谱看作多个正弦函数的叠加,在车辆稳态运动的情况下,运用线性系统输出叠加原理,得出了振幅的简捷有效解析解表达式,避免了一系列求解过程;用数值方法求出了主动悬架的动载荷;本方法用VB编程.本软件为悬架的动态可靠性设计与分析提供了载荷方面的准备.     

土石坝地震永久变形分析

永久变形分析方法主要包括两类，一类是滑体变形分析，一类是整体变形分析，而在后一类方法中，具有典型代表性的是Ｓｅｒｆｆ的等价结点力法和Ｔａｎｉｇｕｃｈｉ的等价惯力法，本文吸收这两种方法的优点，建立了一种土石坝地震永久变形计算方法，编制了相应的有限元计算程序，用于瀑布沟土石永久形数值计算，结果符合一般观测规律，验证了本文方法的合理性。     

基于动载的路面不平度识别的小波特征提取

提出了基于车轮垂直动载的路面不平度识别的小波特征提取方案.对垂直动载采用bior 1.5小波,做4层小波分解,求4层细节系数和第4层近似系数幅值的均值和方差作为特征参数.使用Fisher判据和自组织映射(SOM)神经网络对小波参数、快速傅立叶变换(FFT)分段系数参数、全部数值的均值和方差、全变差、过零率、共振峰幅值参数以及实倒谱系数参数的分类能力进行了判定和比较.试验结果表明在路面不平度识别方面小波参数组合优于其他参数组合.     

行车荷载作用下粉土路基的永久变形

为探讨行车条件下沥青路面粉土路基的永久变形规律,首先依据弹性层状体系理论计算不同路面结构类型、不同车辆轴质量下,沥青路面路基的竖向附加应力分布特征;然后通过动三轴试验,分析了粉土路基土在重复荷载作用下的累积塑性应变与动应力大小、土体物理状态的关系,并建立粉土路基土的循环累积塑性应变预测模型;基于上述理论分析和试验结果,探讨行车荷载作用下粉土路基的永久变形.研究表明:路基永久变形随轴载作用次数增加而逐渐增大,但当作用次数超过1×106次,增大速率逐渐减缓;压实度对粉土路基的永久变形影响较大,当路基压实度较低时,提高压实度、增加基层厚度或增大基层模量均能显著减小路基的永久变形,但当压实度高于93%,不同行车荷载、不同路面结构的路基永久变形差别减小.     

行车动荷载作用下路面平整度的预估

以正弦曲线模拟路面表面,建立了车辆振动模型,给出了车辆在不平整沥青路面上行驶时产生动荷载的计算方法及在动荷载作用下路面平整度的预估方法,并结合某高速公路路面平整度进行了检测。结果表明,给出的计算和预估方法可靠,为分析路面平整度的发展变化规律提供了一定的理论基础,为评价沥青路面的使用性能及路面的维修养护提供了技术支持。     

基于过桥汽车动力响应的桥梁损伤识别

为了识别桥梁结构的损伤,提出了由过桥汽车的加速度响应识别桥梁损伤的灵敏度分析方法.将桥梁等效为等长的欧拉梁单元,汽车等效为单自由度3参数模型,将桥梁各单元抗弯刚度的减小(即损伤的程度)定义为损伤因子.根据损伤因子,采用最小二乘法和正则化方法,可用测试得到的汽车加速度响应识别桥梁损伤.结果表明:损伤识别结果对汽车参数变化比较敏感,汽车过桥行驶速度和采样频率对迭代次数有显著影响;损伤识别误差随着桥面不平顺和测试噪声的增加而加大.     

历经荷载历史混凝土动态受压试验研究

在应变率10-5～10-2s-1,混凝土立方体试件历经0、30%、50%和75%极限抗压强度的荷载历史,在静动态三轴试验系统上进行相同应变率动态抗压试验,研究了不同荷载历史对混凝土在不同应变率时的动态抗压强度、初始弹性模量、临界应变以及应力应变全曲线等动态特性以及应变率的影响.试验结果表明不同应变率下历经荷载历史后,混...     

基于车辆动力学仿真模拟和风险分析的道路危险路段识别

为识别诊断道路潜在的危险路段,运用车辆动力学仿真模拟,从风险分析角度综合考虑道路几何线形、路面状况、路侧环境以及交通流组成等影响道路安全的因素.并通过事故树分析法综合多种事故类型,构建道路安全评价模型.用风险指数来综合反映道路上事故发生可能性和严重程度,从而用于定量地评价道路相对安全性.通过对实际工程设计阶段安全评价示例分析表明,所建立的道路安全评价模型能够定量计算,并直观显示行车风险沿道路全线分布情况,从而实现对道路潜在危险路段的识别和路段间相对安全性的比较.     

粗粒土的动力行为特征及永久变形特性研究

通过对粗粒土填料开展动三轴试验,分析了不同围压、轴向动应力作用下粗粒土的轴向永久应变发展规律.依据安定理论和累积应变速率随累积塑性应变的变化趋势,对粗粒土试样的永久变形行为进行了划分,建立了考虑应力状态及动荷载次数的永久变形预测模型,并给出了不同动力行为类型的参数取值范围.结果表明:轴向应变速率随累积应变的变化规律可作为划分粗粒土动力行为类型的依据;粗粒土试样的受力状态(围压、动应力幅值)对永久应变速率的影响显著;可用幂函数来描述粗粒土永久变形随动荷载的累积特性,函数参数可反映围压和动应力幅值的影响.研究结果有助于加深对粗粒土填料变形响应特性的理解.     

周期荷载作用下沥青路面层间性能及永久变形分析

为提高半刚性基层沥青路面层问抗剪强度以及抵抗永久变形的能力,充分发挥其使用功能,基于黏弹性力学理论,应用有限元方法研究周期荷载作用下沥青路面层间剪应力分布情况以及路面永久变形发展规律.结果表明,沥青面层的黏弹性有利于面层间剪应力的松弛,但会增大基面层问剪应力;动载的卸载回复作用导致层问剪应力峰值随时间变化率小于静载下的相应值;轮缘外侧的隆起变形较轮隙处的小,下面层的永久变形较上面层的大;轮隙处和轮心处均在上面层以下某处出现最大蠕变应变值,但轮隙处出现最大蠕变应变值的深度较轮心处的大.因此,路面设计必须对半刚性基层和沥青面层的层间黏结性能,以及下(中)面层抵抗永久变形的能力给与足够的考虑.     

面板堆石坝地震永久变形计算方法研究

针对面板堆石坝提出一种地震永久变形的计算方法,该方法以滑动本位移分析法为基本出发点,首先利用有限单元法对面板堆石坝进行静、动力反应分析;然后采用数学规划法,求解地震过程每一时间步的最小抗滑稳定安全系数及相应的滑裂面位置,从而得出整个地震过程中坝体的最危险滑裂面;在最危险滑裂面引入无厚度接触面单元,重新进行有限元动力反应计算,计算出滑裂面各单元的地震永久变莆,结果表明本方法具有合理性和实用性。     

干湿-冻融-行车荷载顺序耦合作用下道路水稳层变形试验研究

新疆南疆盐渍土地区水盐干湿循环作用和冻融循环作用对其道路路基路面结构的变形破坏具有决定性的作用,为了探究干湿循环、冻融循环环境和行车荷载顺序耦合作用下道路水泥土稳定基层变形机理,开展了试验研究与数值模拟分析。考虑试样在行车荷载、干湿循环作用和冻融循环作用的变耦合影响,以研究对象道路现场监测获得的路基水稳层部位含盐量量,及不同季节的温度变化作为模拟,实验水-盐-温环境控制依据;对制作的路基路面水稳层试样开展静荷载作用与无荷载作用两种条件下的两种工况的变形试验研究。实验测定水稳层试样弹性模量(18 k N/mm2)和泊松比(0.18),根据相似理论建立试验模型,对数值模拟分析结果和试验结果对照分析获得了:干湿循环作用后荷载与冻融循环耦合作用(工况2)试验的试样变形量要比无荷载作用的冻融循环(工况1)试验的试样变形量大,其中工况2在总循环的中期阶段试样变形增量明显高于工况1,其余阶段二者变形增量基本一致;工况2试验的试样变形结果与其数值模拟分析结果较为一致,通过试验确定出了特定条件下路基水稳层膨胀方程。该研究结果可为新疆南疆盐渍土环境道路工程病害防治提供理论基础和科学依据。