隨著我國航空業(yè)務(wù)量的迅速增長,機場水泥混凝土道面的脫空分布十分廣泛,且很多機場的道面脫空率已比較高,板底脫空會嚴重影響道面使用壽命,所以實際中部分道面的使用壽命會遠低于設(shè)計壽命。航空器在通過不平整的道面時會產(chǎn)生動荷載,而我國道面設(shè)計規(guī)范一般將航空器荷載設(shè)置為靜載,沒有考慮動荷載對道面的影響,這與道面實際受力情況不相符,這也是道面的使用壽命低于設(shè)計壽命的原因之一。為加強機場脫空道面的養(yǎng)護與修復(fù),本文主要從宏觀和細觀兩個層面,對水泥混凝土道面板底脫空損傷機理進行研究。在細觀層次上,本文以脫空的機場水泥混凝土道面基層體作為研究對象,以三相體理論和有效應(yīng)力原理為基礎(chǔ),對其細觀結(jié)構(gòu)的力學性能,以及其細觀損傷演化機理兩方面進行分析,再利用二次開發(fā)后的ABAQUS有限元軟件建立道面板基層細觀模型,模擬出道面基層在拉伸作用下從開始產(chǎn)生裂紋直到失穩(wěn)破壞的全過程,從而揭示出水泥混凝土道面細觀損傷與宏觀破壞上的聯(lián)系。在宏觀層次上,先對航空器產(chǎn)生的動載系數(shù)進行求解,再運用ABAQUS軟件建模分析了在航空器動荷載作用下的道面力學性能,并用運用重型彎沉錘測試數(shù)據(jù)驗證模型的合理性,通過模型計算得出脫空道面的力學性能... 

【文章來源】：中國民航大學天津市

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

唧泥現(xiàn)象示意圖

中國民航大學碩士學位論文82.1.1基于細觀力學的常用水泥混凝土模型水泥混凝土中常見的細觀破壞，主要因為與其基本結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的多樣化因素而導(dǎo)致，通常由形成微裂紋開始，再逐步擴展至整體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的趨勢。學者們對水泥混凝土的細觀結(jié)構(gòu)及其損傷模型有過許多研究。1、網(wǎng)格模型網(wǎng)格模型又被稱作格構(gòu)模型[23]，屬于當今理論物理學領(lǐng)域中尤為經(jīng)典的一種細觀模型，其中每個小單元都代表著材料的一小部分，材料在細觀尺度上被分解成由彈性桿或者梁單元結(jié)合成的網(wǎng)格。此模型的網(wǎng)格為三角形網(wǎng)格，如圖2-1所示，此外，也存在著少量呈現(xiàn)為四邊形形狀的網(wǎng)格。這個模型在研究初期主要是圍繞一系列彈性力學問題進行求解，后來隨著計算機的發(fā)展，該模型逐漸被作用于針對混凝土中存在的開裂破壞情況而展開深入研究，可反映出骨料以及砂漿等一系列細觀結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)的隨機分布特性。圖2-1三角形網(wǎng)格模型2、隨機粒子模型隨機粒子模型在上世紀90年代被提出[12]，其主要是用來解決固體顆粒材料的力學問題。此模型默認假設(shè)所研究的材料是包含一些圓形的隨機顆粒，如圖2-2所示。隨機粒子模型主要是應(yīng)用于材料的微觀結(jié)構(gòu)變化問題，其將水泥混凝土看作是一種兩相復(fù)合材料，由骨料和基體組成，顆粒的四周是與基體的接觸層，能直觀反映出粒子分布過程中的隨機性，但未考慮相鄰顆粒間的剪切力。圖2-2隨機粒子模型

中國民航大學碩士學位論文82.1.1基于細觀力學的常用水泥混凝土模型水泥混凝土中常見的細觀破壞，主要因為與其基本結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的多樣化因素而導(dǎo)致，通常由形成微裂紋開始，再逐步擴展至整體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的趨勢。學者們對水泥混凝土的細觀結(jié)構(gòu)及其損傷模型有過許多研究。1、網(wǎng)格模型網(wǎng)格模型又被稱作格構(gòu)模型[23]，屬于當今理論物理學領(lǐng)域中尤為經(jīng)典的一種細觀模型，其中每個小單元都代表著材料的一小部分，材料在細觀尺度上被分解成由彈性桿或者梁單元結(jié)合成的網(wǎng)格。此模型的網(wǎng)格為三角形網(wǎng)格，如圖2-1所示，此外，也存在著少量呈現(xiàn)為四邊形形狀的網(wǎng)格。這個模型在研究初期主要是圍繞一系列彈性力學問題進行求解，后來隨著計算機的發(fā)展，該模型逐漸被作用于針對混凝土中存在的開裂破壞情況而展開深入研究，可反映出骨料以及砂漿等一系列細觀結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)的隨機分布特性。圖2-1三角形網(wǎng)格模型2、隨機粒子模型隨機粒子模型在上世紀90年代被提出[12]，其主要是用來解決固體顆粒材料的力學問題。此模型默認假設(shè)所研究的材料是包含一些圓形的隨機顆粒，如圖2-2所示。隨機粒子模型主要是應(yīng)用于材料的微觀結(jié)構(gòu)變化問題，其將水泥混凝土看作是一種兩相復(fù)合材料，由骨料和基體組成，顆粒的四周是與基體的接觸層，能直觀反映出粒子分布過程中的隨機性，但未考慮相鄰顆粒間的剪切力。圖2-2隨機粒子模型

【參考文獻】：
期刊論文
[1]板底脫空水泥路面疲勞壽命預(yù)估方程研究[J]. 童申家,葉叢,王乾,吳琳潔.  廣西大學學報(自然科學版). 2018(01)
[2]機場復(fù)合道面受多輪荷載作用的力學特性分析[J]. 錢朝清.  中外公路. 2016(03)
[3]基于累計損傷的剛性道面結(jié)構(gòu)性能評價方法[J]. 陳文來.  城市道橋與防洪. 2014(08)
[4]基于累積損傷的機場道面剩余壽命預(yù)測模型[J]. 蔡良才,王海服,張羅利,王鵬飛.  交通運輸工程學報. 2014(04)
[5]三維有限元法對水泥混凝土道面接縫傳荷作用的模擬方法研究[J]. 羅勇,袁捷.  公路交通科技. 2013(03)
[6]基于通行覆蓋率的機場道面交通量分析[J]. 方華,蔡良才,張羅利,劉洲,王振輝.  四川建筑科學研究. 2013(01)
[7]水泥混凝土路面板底脫空對路面荷載應(yīng)力的影響[J]. 曾勝,張國雄,唐彩云.  中外公路. 2013(01)
[8]機場水泥混凝土道面脫空判定及影響[J]. 黃勇,袁捷,譚悅,劉玉海.  同濟大學學報(自然科學版). 2012(06)
[9]脫空狀態(tài)下水泥混凝土路面最大彎拉應(yīng)力及疲勞壽命的響應(yīng)分析[J]. 陽宏毅.  公路工程. 2011(06)
[10]考慮荷載應(yīng)力分布的機場剛性道面累積損傷優(yōu)化模型[J]. 王振輝,蔡良才,顧強康,吳愛紅.  土木工程學報. 2011(11)

博士論文
[1]公路鋼筋混凝土簡支梁橋疲勞試驗與剩余壽命預(yù)測方法研究[D]. 朱紅兵.中南大學 2011

碩士論文
[1]機場剛性道面板底脫空定量分析和壽命預(yù)估[D]. 國洋.長安大學 2019
[2]基于平整度劣化條件下機場復(fù)合道面力學性能研究[D]. 朱杰濤.中國民航大學 2018
[3]通過彎沉定量分析機場水泥混凝土道面脫空程度的研究[D]. 王翠玲.中國民航大學 2014
[4]基于細觀尺度的水泥混凝土受荷開裂模擬[D]. 尤作磊.長安大學 2012
[5]水泥混凝土路面板下脫空機理及其力學分析[D]. 周洋.湖南大學 2008
[6]混凝土材料細觀力學模型與破壞分析[D]. 湯書軍.河海大學 2006



本文編號：3600806