基于板底脱空的机场道面动力损伤机理研究
发布时间：2022-01-21 19:13
随着我国航空业务量的迅速增长,机场水泥混凝土道面的脱空分布十分广泛,且很多机场的道面脱空率已比较高,板底脱空会严重影响道面使用寿命,所以实际中部分道面的使用寿命会远低于设计寿命。航空器在通过不平整的道面时会产生动荷载,而我国道面设计规范一般将航空器荷载设置为静载,没有考虑动荷载对道面的影响,这与道面实际受力情况不相符,这也是道面的使用寿命低于设计寿命的原因之一。为加强机场脱空道面的养护与修复,本文主要从宏观和细观两个层面,对水泥混凝土道面板底脱空损伤机理进行研究。在细观层次上,本文以脱空的机场水泥混凝土道面基层体作为研究对象,以三相体理论和有效应力原理为基础,对其细观结构的力学性能,以及其细观损伤演化机理两方面进行分析,再利用二次开发后的ABAQUS有限元软件建立道面板基层细观模型,模拟出道面基层在拉伸作用下从开始产生裂纹直到失稳破坏的全过程,从而揭示出水泥混凝土道面细观损伤与宏观破坏上的联系。在宏观层次上,先对航空器产生的动载系数进行求解,再运用ABAQUS软件建模分析了在航空器动荷载作用下的道面力学性能,并用运用重型弯沉锤测试数据验证模型的合理性,通过模型计算得出脱空道面的力学性能...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
唧泥现象示意图
中国民航大学硕士学位论文82.1.1基于细观力学的常用水泥混凝土模型水泥混凝土中常见的细观破坏，主要因为与其基本结构相关联的多样化因素而导致，通常由形成微裂纹开始，再逐步扩展至整体结构失稳的趋势。学者们对水泥混凝土的细观结构及其损伤模型有过许多研究。1、网格模型网格模型又被称作格构模型[23]，属于当今理论物理学领域中尤为经典的一种细观模型，其中每个小单元都代表着材料的一小部分，材料在细观尺度上被分解成由弹性杆或者梁单元结合成的网格。此模型的网格为三角形网格，如图2-1所示，此外，也存在着少量呈现为四边形形状的网格。这个模型在研究初期主要是围绕一系列弹性力学问题进行求解，后来随着计算机的发展，该模型逐渐被作用于针对混凝土中存在的开裂破坏情况而展开深入研究，可反映出骨料以及砂浆等一系列细观结构所表现的随机分布特性。图2-1三角形网格模型2、随机粒子模型随机粒子模型在上世纪90年代被提出[12]，其主要是用来解决固体颗粒材料的力学问题。此模型默认假设所研究的材料是包含一些圆形的随机颗粒，如图2-2所示。随机粒子模型主要是应用于材料的微观结构变化问题，其将水泥混凝土看作是一种两相复合材料，由骨料和基体组成，颗粒的四周是与基体的接触层，能直观反映出粒子分布过程中的随机性，但未考虑相邻颗粒间的剪切力。图2-2随机粒子模型
中国民航大学硕士学位论文82.1.1基于细观力学的常用水泥混凝土模型水泥混凝土中常见的细观破坏，主要因为与其基本结构相关联的多样化因素而导致，通常由形成微裂纹开始，再逐步扩展至整体结构失稳的趋势。学者们对水泥混凝土的细观结构及其损伤模型有过许多研究。1、网格模型网格模型又被称作格构模型[23]，属于当今理论物理学领域中尤为经典的一种细观模型，其中每个小单元都代表着材料的一小部分，材料在细观尺度上被分解成由弹性杆或者梁单元结合成的网格。此模型的网格为三角形网格，如图2-1所示，此外，也存在着少量呈现为四边形形状的网格。这个模型在研究初期主要是围绕一系列弹性力学问题进行求解，后来随着计算机的发展，该模型逐渐被作用于针对混凝土中存在的开裂破坏情况而展开深入研究，可反映出骨料以及砂浆等一系列细观结构所表现的随机分布特性。图2-1三角形网格模型2、随机粒子模型随机粒子模型在上世纪90年代被提出[12]，其主要是用来解决固体颗粒材料的力学问题。此模型默认假设所研究的材料是包含一些圆形的随机颗粒，如图2-2所示。随机粒子模型主要是应用于材料的微观结构变化问题，其将水泥混凝土看作是一种两相复合材料，由骨料和基体组成，颗粒的四周是与基体的接触层，能直观反映出粒子分布过程中的随机性，但未考虑相邻颗粒间的剪切力。图2-2随机粒子模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]板底脱空水泥路面疲劳寿命预估方程研究[J]. 童申家,叶丛,王乾,吴琳洁. 广西大学学报(自然科学版). 2018(01)
[2]机场复合道面受多轮荷载作用的力学特性分析[J]. 钱朝清. 中外公路. 2016(03)
[3]基于累计损伤的刚性道面结构性能评价方法[J]. 陈文来. 城市道桥与防洪. 2014(08)
[4]基于累积损伤的机场道面剩余寿命预测模型[J]. 蔡良才,王海服,张罗利,王鹏飞. 交通运输工程学报. 2014(04)
[5]三维有限元法对水泥混凝土道面接缝传荷作用的模拟方法研究[J]. 罗勇,袁捷. 公路交通科技. 2013(03)
[6]基于通行覆盖率的机场道面交通量分析[J]. 方华,蔡良才,张罗利,刘洲,王振辉. 四川建筑科学研究. 2013(01)
[7]水泥混凝土路面板底脱空对路面荷载应力的影响[J]. 曾胜,张国雄,唐彩云. 中外公路. 2013(01)
[8]机场水泥混凝土道面脱空判定及影响[J]. 黄勇,袁捷,谭悦,刘玉海. 同济大学学报(自然科学版). 2012(06)
[9]脱空状态下水泥混凝土路面最大弯拉应力及疲劳寿命的响应分析[J]. 阳宏毅. 公路工程. 2011(06)
[10]考虑荷载应力分布的机场刚性道面累积损伤优化模型[J]. 王振辉,蔡良才,顾强康,吴爱红. 土木工程学报. 2011(11)
博士论文
[1]公路钢筋混凝土简支梁桥疲劳试验与剩余寿命预测方法研究[D]. 朱红兵.中南大学 2011
硕士论文
[1]机场刚性道面板底脱空定量分析和寿命预估[D]. 国洋.长安大学 2019
[2]基于平整度劣化条件下机场复合道面力学性能研究[D]. 朱杰涛.中国民航大学 2018
[3]通过弯沉定量分析机场水泥混凝土道面脱空程度的研究[D]. 王翠玲.中国民航大学 2014
[4]基于细观尺度的水泥混凝土受荷开裂模拟[D]. 尤作磊.长安大学 2012
[5]水泥混凝土路面板下脱空机理及其力学分析[D]. 周洋.湖南大学 2008
[6]混凝土材料细观力学模型与破坏分析[D]. 汤书军.河海大学 2006
本文编号：3600806
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
唧泥现象示意图
中国民航大学硕士学位论文82.1.1基于细观力学的常用水泥混凝土模型水泥混凝土中常见的细观破坏，主要因为与其基本结构相关联的多样化因素而导致，通常由形成微裂纹开始，再逐步扩展至整体结构失稳的趋势。学者们对水泥混凝土的细观结构及其损伤模型有过许多研究。1、网格模型网格模型又被称作格构模型[23]，属于当今理论物理学领域中尤为经典的一种细观模型，其中每个小单元都代表着材料的一小部分，材料在细观尺度上被分解成由弹性杆或者梁单元结合成的网格。此模型的网格为三角形网格，如图2-1所示，此外，也存在着少量呈现为四边形形状的网格。这个模型在研究初期主要是围绕一系列弹性力学问题进行求解，后来随着计算机的发展，该模型逐渐被作用于针对混凝土中存在的开裂破坏情况而展开深入研究，可反映出骨料以及砂浆等一系列细观结构所表现的随机分布特性。图2-1三角形网格模型2、随机粒子模型随机粒子模型在上世纪90年代被提出[12]，其主要是用来解决固体颗粒材料的力学问题。此模型默认假设所研究的材料是包含一些圆形的随机颗粒，如图2-2所示。随机粒子模型主要是应用于材料的微观结构变化问题，其将水泥混凝土看作是一种两相复合材料，由骨料和基体组成，颗粒的四周是与基体的接触层，能直观反映出粒子分布过程中的随机性，但未考虑相邻颗粒间的剪切力。图2-2随机粒子模型
中国民航大学硕士学位论文82.1.1基于细观力学的常用水泥混凝土模型水泥混凝土中常见的细观破坏，主要因为与其基本结构相关联的多样化因素而导致，通常由形成微裂纹开始，再逐步扩展至整体结构失稳的趋势。学者们对水泥混凝土的细观结构及其损伤模型有过许多研究。1、网格模型网格模型又被称作格构模型[23]，属于当今理论物理学领域中尤为经典的一种细观模型，其中每个小单元都代表着材料的一小部分，材料在细观尺度上被分解成由弹性杆或者梁单元结合成的网格。此模型的网格为三角形网格，如图2-1所示，此外，也存在着少量呈现为四边形形状的网格。这个模型在研究初期主要是围绕一系列弹性力学问题进行求解，后来随着计算机的发展，该模型逐渐被作用于针对混凝土中存在的开裂破坏情况而展开深入研究，可反映出骨料以及砂浆等一系列细观结构所表现的随机分布特性。图2-1三角形网格模型2、随机粒子模型随机粒子模型在上世纪90年代被提出[12]，其主要是用来解决固体颗粒材料的力学问题。此模型默认假设所研究的材料是包含一些圆形的随机颗粒，如图2-2所示。随机粒子模型主要是应用于材料的微观结构变化问题，其将水泥混凝土看作是一种两相复合材料，由骨料和基体组成，颗粒的四周是与基体的接触层，能直观反映出粒子分布过程中的随机性，但未考虑相邻颗粒间的剪切力。图2-2随机粒子模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]板底脱空水泥路面疲劳寿命预估方程研究[J]. 童申家,叶丛,王乾,吴琳洁. 广西大学学报(自然科学版). 2018(01)
[2]机场复合道面受多轮荷载作用的力学特性分析[J]. 钱朝清. 中外公路. 2016(03)
[3]基于累计损伤的刚性道面结构性能评价方法[J]. 陈文来. 城市道桥与防洪. 2014(08)
[4]基于累积损伤的机场道面剩余寿命预测模型[J]. 蔡良才,王海服,张罗利,王鹏飞. 交通运输工程学报. 2014(04)
[5]三维有限元法对水泥混凝土道面接缝传荷作用的模拟方法研究[J]. 罗勇,袁捷. 公路交通科技. 2013(03)
[6]基于通行覆盖率的机场道面交通量分析[J]. 方华,蔡良才,张罗利,刘洲,王振辉. 四川建筑科学研究. 2013(01)
[7]水泥混凝土路面板底脱空对路面荷载应力的影响[J]. 曾胜,张国雄,唐彩云. 中外公路. 2013(01)
[8]机场水泥混凝土道面脱空判定及影响[J]. 黄勇,袁捷,谭悦,刘玉海. 同济大学学报(自然科学版). 2012(06)
[9]脱空状态下水泥混凝土路面最大弯拉应力及疲劳寿命的响应分析[J]. 阳宏毅. 公路工程. 2011(06)
[10]考虑荷载应力分布的机场刚性道面累积损伤优化模型[J]. 王振辉,蔡良才,顾强康,吴爱红. 土木工程学报. 2011(11)
博士论文
[1]公路钢筋混凝土简支梁桥疲劳试验与剩余寿命预测方法研究[D]. 朱红兵.中南大学 2011
硕士论文
[1]机场刚性道面板底脱空定量分析和寿命预估[D]. 国洋.长安大学 2019
[2]基于平整度劣化条件下机场复合道面力学性能研究[D]. 朱杰涛.中国民航大学 2018
[3]通过弯沉定量分析机场水泥混凝土道面脱空程度的研究[D]. 王翠玲.中国民航大学 2014
[4]基于细观尺度的水泥混凝土受荷开裂模拟[D]. 尤作磊.长安大学 2012
[5]水泥混凝土路面板下脱空机理及其力学分析[D]. 周洋.湖南大学 2008
[6]混凝土材料细观力学模型与破坏分析[D]. 汤书军.河海大学 2006
本文编号：3600806
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