發(fā)布時間：2020-06-09 20:18

【摘要】：泡沫混凝土與EPS混凝土近年來以其保溫隔熱、質輕、吸能等特點在國外和國內被廣泛應用。二者都具備吸能緩沖、大變形的特點。目前泡沫混凝土及EPS混凝土主要應用于建筑墻體保溫等領域,人們對于兩種材料的力學及吸能緩沖性能研究較少。通過摻加不同摻合料、不同外加劑、防凍劑以及不同配合比制備出多組泡沫混凝土與EPS混凝土試件,養(yǎng)生后對其靜態(tài)與動態(tài)條件下的力學性能進行測試并對其顯微結構進行微觀分析,綜合評價兩種材料吸收能量的特性以及處于寒冷地區(qū)的抗凍性能。通過試驗,對兩種材料的抗壓強度、吸能效率、抗凍性、微觀結構進行分析,提出各項指標均優(yōu)異的泡沫混凝土。將此泡沫混凝土應用于交通防護設施中的避險車道道面上,利用自適應法有限元模擬仿真軟件建立泡沫混凝土與機動車的有限元耦合模型,通過車輛在不同的初始速度、不同荷載作用下,模擬得到泡沫混凝土所鋪筑的避險車道道面對車輛的阻滯距離。主要研究成果如下:1.配制泡沫混凝土添加石灰石粉、纖維、減水劑、防水劑;配制EPS混凝土添加石灰石粉、防水劑。根據(jù)規(guī)范要求,通過不同配合比制備出泡沫混凝土與EPS混凝土試件。2.研究當表觀密度相同時,纖維的摻入對提高泡沫混凝土抗壓強度及混凝土的韌性、抗變形抗裂能力以及吸能效率增大機理。3.分析新拌泡沫混凝土與EPS混凝土試件的靜力學測試的應力應變曲線得出,在應力作用下,泡沫混凝土與EPS混凝土材料的連續(xù)塑性破碎,分析了影響吸能的主要因素。4.將新拌泡沫混凝土與EPS混凝土制成Φ70mm×35mm的圓柱體試件,進行霍普金森SHPB壓桿試驗,分析兩種材料的應變、應力和應變率關系以及吸能效率,得出泡沫混凝土吸能效率優(yōu)于EPS混凝土。5.對泡沫混凝土的抗凍性進行研究,在試件表面涂刷硅烷類防水劑、os型防水劑后進行凍融循環(huán)試驗。纖維的摻入對抗凍性影響不大;單獨涂刷硅烷類防水劑后,漿體表面形成憎水性聚硅氧烷,降低泡沫混凝土的滲透性;復合涂刷硅烷類和os型防水劑后,抗凍性得到進一步改善;對相同配合比下,涂刷防水劑與未涂防水劑的試件經(jīng)凍融循環(huán)后的表面積對抗凍性的影響進行研究,得出未涂防水劑試件表面積增大,與水接觸面積增大,抗凍性下降。6.對EPS混凝土的抗凍性進行研究,采用惰性混合材料分別取代水泥或增加EPS顆粒粒徑,分析混合材料摻量與混凝土抗壓強度之間的內在聯(lián)系;涂刷單層、雙層防水劑對EPS混凝土的抗凍性影響規(guī)律,隨防水涂層的增加,EPS混凝土抗凍性逐漸提高。7.建立機動車車輪與泡沫混凝土避險車道耦合作用的有限元模型,研究車輛在不同荷載、不同初速度條件下泡沫混凝土對車輛的阻滯性能。提出的研究模型還可用于預測不同初始速度和不同車輪荷載作用下避險車道阻攔系統(tǒng)的性能,為泡沫混凝土阻滯材料應用于其它交通防護系統(tǒng)提供相關依據(jù)。
【圖文】：

利用砂礫或石料的滾珠效應，通過滾動阻力使車輛減速至停止。前兩種方法基于存在的逡逑弊端目前使用較少，目前應用較廣泛的是制動砂床型。失控車輛駛入避險車道后受損情逡逑況如圖１－２所示。逡逑隨著我國高速公路建設的快速發(fā)展，高速公路建設區(qū)域由原來的平原微丘區(qū)逐步向逡逑山嶺重丘區(qū)轉移，近年來我國在連續(xù)下坡路段以及縱坡坡長大的區(qū)域設置避險車道，我逡逑國避險車道使用較晚，１９９８年，我國第一條避險車道建于北京八達嶺高速公路，位于潭逡逑峪溝隧道南側｜６１１。隨后山西焦晉高速公路，云南通海至建水高速，福建漳龍高速相繼在逡逑連續(xù)下坡路段建立了避險車道。近年來也有很多學者對避險車道進行了研宄，謝宗運［６２］逡逑等根據(jù)車輛駛入避險車道的速度等因素評價了避險車道的長度；梁瑞娟１６３１通過設計參數(shù)逡逑的取值分析了避險車道的安全性；郭永誼［６（）１提出目前避險車道在設計時，引導設置，平逡逑面線形，避險車道鋪設距離等存在的問題。逡逑圖１－２失控車輛駛入避險車道后受損情況逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｄａｍａｇｅ邋ｔｏ邋ｔｈｅ邋ｕｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ邋ｖｅｈｉｃｌｅ邋ａｆｔｅｒ邋ｅｎｔｅｒｉｎｇ邋ｔｈｅ邋ｔｒｕｃｋ邋ｅｓｃａｐｅ邋ｒａｍｐ逡逑１．３研究的主要內容逡逑由于國外技術保密

利用砂礫或石料的滾珠效應，通過滾動阻力使車輛減速至停止。前兩種方法基于存在的逡逑弊端目前使用較少，目前應用較廣泛的是制動砂床型。失控車輛駛入避險車道后受損情逡逑況如圖１－２所示。逡逑隨著我國高速公路建設的快速發(fā)展，高速公路建設區(qū)域由原來的平原微丘區(qū)逐步向逡逑山嶺重丘區(qū)轉移，近年來我國在連續(xù)下坡路段以及縱坡坡長大的區(qū)域設置避險車道，我逡逑國避險車道使用較晚，１９９８年，我國第一條避險車道建于北京八達嶺高速公路，位于潭逡逑峪溝隧道南側｜６１１。隨后山西焦晉高速公路，云南通海至建水高速，，福建漳龍高速相繼在逡逑連續(xù)下坡路段建立了避險車道。近年來也有很多學者對避險車道進行了研宄，謝宗運［６２］逡逑等根據(jù)車輛駛入避險車道的速度等因素評價了避險車道的長度；梁瑞娟１６３１通過設計參數(shù)逡逑的取值分析了避險車道的安全性；郭永誼［６（）１提出目前避險車道在設計時，引導設置，平逡逑面線形，避險車道鋪設距離等存在的問題。逡逑圖１－２失控車輛駛入避險車道后受損情況逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｄａｍａｇｅ邋ｔｏ邋ｔｈｅ邋ｕｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ邋ｖｅｈｉｃｌｅ邋ａｆｔｅｒ邋ｅｎｔｅｒｉｎｇ邋ｔｈｅ邋ｔｒｕｃｋ邋ｅｓｃａｐｅ邋ｒａｍｐ逡逑１．３研究的主要內容逡逑由于國外技術保密
【學位授予單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU528

【參考文獻】

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本文編號：2705199