車輛動載下非均質(zhì)水泥路面應(yīng)力的三維數(shù)值分析.pdf

1、　　水泥混凝土路面具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐久性好、耐高溫、耐磨耗以及養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但水泥路面的早期破壞現(xiàn)象限制其更廣泛應(yīng)用。深入研究水泥混凝土路面的早期破壞機(jī)理及影響因素，從設(shè)計和施工角度提出改進(jìn)措施對于水泥路面的進(jìn)一步推廣應(yīng)用具有重要意義。本文以水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)為研究對象，利用FLAC3D建立車輛動載下非均質(zhì)水泥路面的三維數(shù)值模型，分析車速、路面不平整度、層間接觸、路面結(jié)構(gòu)材料非均質(zhì)等因素對水泥路面板荷載應(yīng)力的影響；分析溫度變化

2、對水泥路面板應(yīng)力的影響；進(jìn)而提出改進(jìn)水泥路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計和施工的技術(shù)措施。本文研究內(nèi)容如下：
　　1) 將水泥混凝土路面視作應(yīng)變軟化材料，假設(shè)水泥混凝土的模量服從正態(tài)分布，在基層和面層之間設(shè)置接觸面，利用Matlab和FLAC3D的Fish函數(shù)方法建立了考慮層間結(jié)合狀態(tài)和非均質(zhì)材料的力學(xué)特征的三維水泥路面數(shù)值模型。
　　2) 利用建立的數(shù)值模型分析層間結(jié)合程度、水泥路面結(jié)構(gòu)層材料力學(xué)非均質(zhì)特征對板底荷載應(yīng)力的影響。

3、
　　3) 建立考慮車輛動載的水泥路面模型，分析了行車速度、路面平整度對水泥路面荷載應(yīng)力的影響。
　　4) 在FLAC3D下建立溫度-應(yīng)力耦合的水泥路面三維數(shù)值模型，分析最大正溫度梯度作用下水泥路面的溫度應(yīng)力，分析板厚、板長、水泥路面板彎拉彈性模量、基層彈性模量對板中溫度應(yīng)力的影響。
　　數(shù)值分析結(jié)果表明：
　　1) 水泥混凝土路面材料的力學(xué)非均質(zhì)性會引起路面板應(yīng)力集中，從而使水泥路面板荷載應(yīng)力增大。

4、路面材料非均質(zhì)情況下，水泥路面板荷載應(yīng)力及最大位移隨車速、路面不平整度的增大而增大。
　　2) 層間粘結(jié)使得水泥混凝土板底荷載應(yīng)力減小。而且隨層間粘聚力的增大，路面荷載應(yīng)力減小幅度增大，路面板最大位移減小?？紤]層間粘結(jié)下，路面板荷載應(yīng)力及最大位移隨車速、不平整度的增大而增大。
　　3) 在溫度梯度的作用下，水泥路面板內(nèi)溫度應(yīng)力隨板長、板彎拉彈性模量增大而大幅度增大；隨基層彈性模量的增大略微增大；隨板厚的增加而減??；層