温度和轴载作用下水泥混凝土路面板应力分析

发布时间：2020-02-14 04:33

【摘要】：温度对于路面结构的承载能力和使用性能都有重要的影响,温度应力的存在会使混凝土路面板产生温度变形,使路面板出现脱空等现象,加速水泥混凝土板的损坏。因此,正确地模拟水泥混凝土路面温度场的分布特性和变化规律,分析水泥混凝土路面在温度和轴载作用下的力学响应具有重要意义。本文利用有限元软Everfe2.25,模拟水泥混凝土路面在线性温度梯度和非线性温度梯度,以及轴载作用下的板的应力响应。为分析不同程度非线性温度梯度对板的应力响应引入了非线性温度分布指数,得到的研究结果如下:(1)水泥混凝土路面在线性温度梯度荷载单独作用时:当路面结构仅有面层和地基两层体系时,各参数对混凝土路面温度应力的影响规律和温度应力的理论解基本吻合;当路面结构为面层、基层和地基三层体系时,设置基层可以有效减小水泥混凝土路面的温度应力,层间接触对温度应力的影响远大于基层模量和厚度的影响;面层基层完全光滑时温度应力最小,完全粘结时温度应力最大。(2)考虑水泥混凝土路面温度场的非线性分布时,以线性温度梯度解析方法计算板非线性温度应力,正温度梯度时应力偏大,负温度梯度时应力偏小,非线性温度梯度对板变形的影响和线性温度梯度基本相同。负非线性温度梯度分布时:随着板厚和板弹性模量的增加,非线性温度梯度对板顶的应力影响增大;增加地基反应模量可以减小非线性温度梯度影响。并通过大量数据回归分析得出负温度梯度时板顶下最大应力计算公式。(3)当温度梯度和轴载共同作用时,路面结构仅有地基和面层两层结构组成,温度梯度为负时,共同作用的耦合应力小于温度梯度单独作用时的应力峰值;温度梯度为正,耦合应力比温度梯度和轴载单独作用时的应力峰值都要大,但比二者应力峰值叠加值要小。正温度梯度和轴载共同作用时,轴载作用在板长边中点时为最不利荷载。当路面结构为面层、基层和地基三层结构体系时,基层和面层完全光滑时,正温度梯度和轴载共同作用的耦合应力比正温度梯度和轴载单独作用时的应力峰值叠加值大。
【图文】：

图 2.1 面板单元格划分及类型2.1.3 面板与基层之间接触界面模型与参数面层和基层之间的接触作用，对路面结构在温度梯度或者轴载作用下的力学响应具有重要的影响。Everfe2.25 可以将面层与基层处理为完全光滑的，也可以视为完全结合的。面层和基层在两种假设下都不使用相同的结点，通过结点约束结点来实现不同的接触状况，如图 2.2 所示。

图 2.1 面板单元格划分及类型与基层之间接触界面模型与参数基层之间的接触作用，对路面结构在温度梯度或者轴载作用下的力要的影响。Everfe2.25 可以将面层与基层处理为完全光滑的，也可合的。面层和基层在两种假设下都不使用相同的结点，通过结点约不同的接触状况，如图 2.2 所示。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U416.216

【参考文献】

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本文编号：2579379