【摘要】：隨著民航事業(yè)的高速發(fā)展,機(jī)場中飛行器數(shù)量和航班量迅速增加,機(jī)場混凝土道面因承載力不足而出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。為此,需定期對(duì)混凝土道面強(qiáng)度進(jìn)行檢測。作為道面重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一的混凝土抗彎拉彈性模量,其傳統(tǒng)的破壞型鉆芯檢測獲取方式會(huì)損壞道面,而無損檢測中的FWD技術(shù)儀器笨重,檢測成本高,兩種方式均不便于在場道測試中廣泛使用。剪切波只能在固體介質(zhì)中傳播,其在傳播過程中能夠攜帶關(guān)于介質(zhì)的的物理力學(xué)性質(zhì),并且獲取方式簡便快捷�？赏ㄟ^建立剪切波速和混凝土道面面層力學(xué)參數(shù)——彎拉彈性模量之間的關(guān)系模型來評(píng)價(jià)機(jī)場道面的物理力學(xué)性質(zhì)。本文基于小撓度薄板理論提出了水泥混凝土道面板中剪切波速和彎拉彈性模量關(guān)系的理論模型。同時(shí),以ABAQUS中混凝土的塑性損傷模型為依托,模擬并提取不同等級(jí)標(biāo)號(hào)和彈性模量的混凝土小梁試件三分點(diǎn)加載過程中的彎曲應(yīng)力-應(yīng)變曲線來獲得混凝土彎拉彈性模量。在此基礎(chǔ)上,建立了以彈性模量為關(guān)聯(lián)的彎拉模量與彈性波基礎(chǔ)理論中的剪切波速的數(shù)學(xué)關(guān)系模型。在實(shí)驗(yàn)室通過制作不同等級(jí)標(biāo)號(hào)的水泥混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件,測試了其在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期后瑞雷波的傳播速度,并換算成剪切波波速值。利用試驗(yàn)獲得的剪切波速值和彎拉彈性模量值對(duì)理論分析模型和有限元數(shù)學(xué)模型進(jìn)行對(duì)比分析。通過試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)對(duì)理論模型和有限元模型的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),有限元模型相對(duì)更接近實(shí)際測試情況,其與試驗(yàn)相對(duì)誤差約為8.13%。驗(yàn)證了有限元仿真剪切波速評(píng)價(jià)機(jī)場道面彎拉彈性模量模型的可行性,進(jìn)而為實(shí)際工程應(yīng)用中利用剪切波速進(jìn)行混凝土道面板的無損檢測方式提供相關(guān)依據(jù)和理論指導(dǎo)。
[Abstract]:With the rapid development of civil aviation, the number of aircraft and the number of flights in the airport are increasing rapidly. The damage of the concrete pavement of the airport is sometimes caused by the lack of bearing capacity. Therefore, it is necessary to test the strength of concrete pavement on a regular basis. As one of the important indexes of pavement evaluation, the flexural tensile elastic modulus of concrete can be damaged by the traditional destructive core detection and acquisition method. However, the FWD technology instrument in non-destructive testing is bulky and the testing cost is high. Both methods are not easy to be widely used in field channel testing. The shear wave can only propagate in solid medium, it can carry the physical and mechanical properties of the medium in the process of propagation, and the acquisition method is simple and quick. The physical and mechanical properties of the airport pavement can be evaluated by establishing the relationship model between the shear wave velocity and the mechanical parameters of the concrete pavement, that is, the flexural tensile modulus of elasticity. Based on the theory of thin plates with small deflection, a theoretical model of the relationship between shear wave velocity and elastic modulus of flexural tension in cement concrete pavement slab is presented in this paper. At the same time, based on the plastic damage model of concrete in ABAQUS, the bending stress-strain curves of concrete beams with different grades and elastic modulus are simulated and extracted to obtain the flexural tensile elastic modulus of concrete. On the basis of this, a mathematical model of the relationship between the elastic modulus and the shear wave velocity in the basic theory of elastic wave is established. In the laboratory, the propagation velocity of Rayleigh wave after standard curing age was measured by making standard specimens of cement concrete with different grades, and the velocity of shear wave was converted to the value of shear wave velocity. The theoretical analysis model and the finite element mathematical model are compared and analyzed by using the shear wave velocity value and the flexural tensile elastic modulus value obtained from the experiment. Through the comparative analysis of the theoretical model and the finite element model from the test data, it is found that the finite element model is closer to the actual test condition, and the relative error between the finite element model and the experiment is about 8.13%. The feasibility of finite element simulation of shear wave velocity to evaluate the elastic modulus model of airport pavement is verified, which provides the relevant basis and theoretical guidance for the non-destructive testing of concrete slab by shear wave velocity in practical engineering.
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U416.216;V351.11

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫吉書;梅林健;李寧利;竇遠(yuǎn)明;;加載速率對(duì)路面混凝土抗彎拉特性影響的試驗(yàn)與應(yīng)用研究[J];混凝土;2016年07期

2 張迎春;;低彎拉模量機(jī)場道面混凝土特性試驗(yàn)研究[J];江西建材;2016年12期

3 趙志華;袁捷;;FWD在機(jī)場道面檢測中的應(yīng)用[J];城市道橋與防洪;2015年02期

4 李艷茹;朱涵;劉春生;;機(jī)場道面橡膠集料混凝土彎曲性能試驗(yàn)及應(yīng)用[J];解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年04期

5 楊俊池;謝振乾;關(guān)志深;;FWD在舊水泥混凝土路面彎拉彈性模量檢測中的應(yīng)用研究[J];廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2011年01期

6 馬翔;倪富健;陳榮生;;復(fù)合式機(jī)場道面荷載應(yīng)力[J];長安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

7 龔文波;趙強(qiáng);;混凝土無損檢測技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J];四川水利;2009年04期

8 堯國皇;黃用軍;宋寶東;譚偉;;采用塑性損傷模型分析鋼-混凝土組合構(gòu)件的靜力性能[J];建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展;2009年03期

9 焦登文;;混凝土無損檢測技術(shù)應(yīng)用及其發(fā)展趨勢[J];商品混凝土;2009年02期

10 雷拓;錢江;劉成清;;混凝土損傷塑性模型應(yīng)用研究[J];結(jié)構(gòu)工程師;2008年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王向東;混凝土損傷理論在水工結(jié)構(gòu)仿真分析中的應(yīng)用[D];河海大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 丁樂;iTECS技術(shù)檢測混凝土圓柱結(jié)構(gòu)的研究[D];北京交通大學(xué);2012年

2 孫倩;隧道施工過程圍巖損傷破壞數(shù)值模擬方法研究[D];山東大學(xué);2011年

3 喬艷紅;瑞雷波在混凝土無損檢測中的應(yīng)用研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2008年

4 樂建新;機(jī)場水泥混凝土道面開裂機(jī)理理論研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

5 康麗;高性能混凝土配合比及無損檢測技術(shù)的試驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2007年

6 楊艷紅;基于無損檢測理論的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2005年

7 施昱;大體積混凝土結(jié)構(gòu)缺陷無損檢測方法研究[D];河海大學(xué);2004年

8 王鐵兵;超聲波檢測結(jié)構(gòu)水泥混凝土強(qiáng)度的研究[D];大連理工大學(xué);2003年

，

本文編號(hào)：2432466