热风除冰对道面表层的冲击损伤效应研究

发布时间：2017-11-04 19:23

  本文关键词：热风除冰对道面表层的冲击损伤效应研究

  更多相关文章： 水泥混凝土道面 道面除冰雪 热冲击效应 道面热冲击损伤

【摘要】：热风除冰雪是保障冬季道面降雪和结冰后快速恢复航班最有效的方法,然而,热风快速除冰雪过程中高温气流对混凝土道面的局部冲击伤害不可忽视,特别是降雪较频繁的三北地区机场,在实现快速除冰雪的基础上,需要尽可能降低这些热风冲击的伤害程度。为探讨减轻对道面伤害的除冰方法,或者提高道面对热风冲击的抵抗能力,根据水泥混凝土材料的热工性、道面结构热冲击效应特点等,分析了基于高温气流冲击作用下的物理力学反应行为规律,构建了表达道面损伤过程和损伤累计效果的理论分析表达模型。基于水泥混凝土热冲击损伤的基本原理,针对热风冲击的作用过程特点,以及道面混凝土损伤特点,对道面板块的损伤效应进行了有限元模拟分析,并完成了实验室热风除冰模拟实验研究。基于理论分析和实验研究结果,探讨了利用神经网络模型对其损伤效应进行预测分析的参数转换方法,提出了基于神经网络理论的道面损伤效应预测评估方法。理论分析表明,水泥混凝土道面遭受高温气流冲击的损伤特点,可以等效为热波效应的冲击问题,并利用热波效应来分析热量在道面表层的传递规律,以及瞬间的应力集中现象,从而可建立表征其损伤与冲击次数之间关系的指数模型。有限元分析结果表明,利用NEWMARK方法可以求解其热效应的瞬态导热方程,从而模拟道面的损伤演化过程。实验室研究结果表明,基于能量角度,通过改变抗热冲击断裂因子中所涉及不同性能参数,可以分析或改进混凝土道面的抗热震性能,从而降低除冰雪过程对道面的损伤程度。针对降雪频繁的机场道面损伤预测问题,为科学预测其损伤程度和未来安全使用寿命,可借助神经网络理论,利用有限的实验测试数据来绕过众多影响变量,基于指数模型和改进B-P算法,可以预测基于热风冲击损伤效应的混凝土道面剩余寿命,为指导工程维护方案提供较为科学的方法和手段。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V351.11

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本文编号：1140777