基于动态弯沉的水泥混凝土路面脱空识别技术研究

发布时间：2017-08-18 09:09

  本文关键词：基于动态弯沉的水泥混凝土路面脱空识别技术研究

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【摘要】：混凝土路面板底脱空是水泥路面的常见病害,也是造成混凝土路面板断裂和错台的重要原因。为保证水泥路面行车质量,延长其使用寿命,减少维护费用,开展水泥路面脱空识别技术的研究,受到了广泛的关注。本文考虑混凝土面板脱空区域的接触建立了三维有限元动力模型,在分析常规脱空识别方法的基础上,提出了基于动态弯沉的脱空半径和脱空深度的识别方法。主要研究内容包括:考虑面板与脱空底面的接触建立了两种典型路面结构的三维动力有限元模型,与实测数据比对分析,验证了所建立模型的准确性。对不用脱空半径、脱空深度的混凝土路面结构进行多荷载级的动力响应分析,总结了三点回归法、荷载传递效率法、弯沉比值法等常规脱空识别方法的合理性和适用范围。分析荷载-弯沉曲线,提出了基于不同斜率交叉点的脱空深度识别方法,并指出了其应用范围。通过弯沉-相对刚度半径-脱空半径的相关与耦合分析,建立了弯沉与脱空半径的回归关系,提出了脱空半径识别方法,并通过理论验证,说明了该方法的精确性。最后,在某实际水泥路面,通过现场钻芯检测验证了本文所提出方法的可行性。本文总结分析了三点回归法、荷载传递效率法、弯沉比值法等水泥路面常规脱空识别方法的合理性及适用范围,在对荷载-弯沉曲线分析的基础上,提出了识别脱空深度和脱空半径方法,并通过现场试验验证了其可行性。有力的推动和完善了基于弯沉的脱空识别技术,对于指导水泥路面的检测评价和维修具有重要的工程应用价值。
【关键词】：水泥混凝土路面 动态弯沉 脱空识别 脱空半径 脱空深度
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.216;U418.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 脱空模型计算研究现状11-12
• 1.2.2 脱空检测方法研究现状12-13
• 1.3 主要研究内容13-15
• 2 基于ABAQUS的混凝土路面三维有限元动力分析15-24
• 2.1 水泥混凝土路面力学及有限元基本理论15-16
• 2.2 基于ABAQUS的有限元模拟16-19
• 2.2.1 材料参数的选择16-17
• 2.2.2 网格的划分与单元的选择17-19
• 2.3 模型的数值验证19-22
• 2.3.1 模型的理论验证19
• 2.3.2 实测数据验证19-22
• 2.4 本章小结22-24
• 3 脱空识别方法的模拟与分析24-41
• 3.1 引言24
• 3.2 考虑接触的动力有限元模拟24-29
• 3.2.1 动力有限元模型的设置24-27
• 3.2.2 数值模拟结果27-29
• 3.3 三点回归法分析29-33
• 3.4 荷载传递效率评价法分析33-36
• 3.5 弯沉比值法分析36-41
• 4 脱空深度识别方法41-47
• 4.1 引言41
• 4.2 荷载弯沉曲线的总结41-43
• 4.3 脱空深度的检测与验证43-46
• 4.4 本章小节46-47
• 5 脱空半径识别方法47-70
• 5.1 引言47
• 5.2 相对刚度半径47-56
• 5.2.1 脱空板挠度近似解析解47-51
• 5.2.2 相对刚度半径的引入51-52
• 5.2.3 相对刚度半径下的动态弯沉计算52-56
• 5.3 脱空半径-刚度半径-弯沉值的回归分析56-61
• 5.3.1 板角脱空脱空-刚度半径-弯沉值的关系56-58
• 5.3.2 缝边脱空半径-刚度半径-弯沉值的关系58-60
• 5.3.3 小节60-61
• 5.4 拟合关系的理论验证61-66
• 5.5 实例分析66-69
• 5.5.1 脱空识别的步骤66
• 5.5.2 现场试验66-67
• 5.5.3 测试结果分析67-69
• 5.6 本章小节69-70
• 6 结论与展望70-72
• 6.1 主要研究结论70
• 6.2 展望70-72
• 参考文献72-75
• 个人简历75-76
• 致谢76

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本文编号：693736