本文關(guān)鍵詞：基于層間接觸模型的機(jī)場(chǎng)復(fù)合道面力學(xué)行為研究

  更多相關(guān)文章： 早期損壞 多層復(fù)合道面 有限元模擬 力學(xué)響應(yīng) 剩余壽命預(yù)估

【摘要】：隨著航空交通量的增長(zhǎng)和大型飛機(jī)的出現(xiàn),我國(guó)一些早期修建的大型機(jī)場(chǎng)跑道,道面結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重,使用性能急劇下降,已不能滿足機(jī)場(chǎng)正常運(yùn)營(yíng)的使用要求。國(guó)內(nèi)不少機(jī)場(chǎng)采用加鋪瀝青砼的方法延長(zhǎng)道面的使用壽命,即在舊道面上加鋪瀝青混凝土進(jìn)而形成復(fù)合道面。我國(guó)現(xiàn)行的復(fù)合道面設(shè)計(jì)規(guī)范是以層狀彈性體系為基礎(chǔ),假定道面結(jié)構(gòu)各層間是完全連續(xù)的。而實(shí)踐表明,瀝青加鋪層與舊水泥混凝土道面以及瀝青加鋪層之間的層間粘結(jié)較薄弱,即道面的實(shí)際工作狀態(tài)與理論設(shè)計(jì)狀態(tài)不相符,這是影響道面使用性能預(yù)估的主要因素之一。本文以復(fù)合道面層間結(jié)合狀態(tài)為研究對(duì)象,從既有復(fù)合道面病害調(diào)查入手,對(duì)國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)常出現(xiàn)的幾種早期損壞產(chǎn)生原因進(jìn)行定性分析,并總結(jié)各損壞類型與層間結(jié)合狀態(tài)的聯(lián)系;同時(shí),通過有限元模型計(jì)算結(jié)果和前人理論對(duì)比驗(yàn)證,找出適合反映復(fù)合道面層間粘合狀態(tài)的指標(biāo);然后,采用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行有限元模擬,在充分考慮層間結(jié)合系數(shù)、舊水泥板接觸傳荷能力和溫度-荷載耦合作用的基礎(chǔ)上分析加鋪不同層數(shù)的復(fù)合道面在各類機(jī)型荷載作用下的力學(xué)響應(yīng);最后,以上海虹橋機(jī)場(chǎng)跑道為例,應(yīng)用多種國(guó)內(nèi)外水泥混凝土和瀝青混凝土剩余壽命預(yù)估方法預(yù)估復(fù)合道面剩余壽命,比較國(guó)內(nèi)外復(fù)合道面主流預(yù)估方法和少數(shù)冷門預(yù)估模型的預(yù)估結(jié)果,分析預(yù)估偏差產(chǎn)生原因與復(fù)合道面結(jié)構(gòu)損壞之間存在的內(nèi)在聯(lián)系,在衡量各方法適用性的基礎(chǔ)上,提出適用于國(guó)內(nèi)復(fù)合道面剩余壽命預(yù)估的方法。
【關(guān)鍵詞】：早期損壞 多層復(fù)合道面 有限元模擬 力學(xué)響應(yīng) 剩余壽命預(yù)估
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U416.2;V351.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.1.1 復(fù)合道面10
• 1.1.2 研究問題的提出和研究意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和論文框架結(jié)構(gòu)14-16
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.3.2 論文框架15-16
• 第二章 復(fù)合道面層間結(jié)合狀態(tài)分析指標(biāo)16-26
• 2.1 復(fù)合道面理論16-18
• 2.1.1 完全滑動(dòng)式道面板16-17
• 2.1.2 完全連續(xù)式道面板17-18
• 2.1.3 不完全結(jié)合式道面板18
• 2.2 加鋪層設(shè)計(jì)考核指標(biāo)的選取18-20
• 2.3 復(fù)合道面層間結(jié)合狀態(tài)界定20-21
• 2.4 庫倫摩擦模型21-22
• 2.5 有限元軟件中的層間接觸22-26
• 2.5.1 ABAQUS有限元軟件簡(jiǎn)介22
• 2.5.2 ABAQUS中接觸表面的相互作用22-23
• 2.5.3 ABAQUS中的接觸23-26
• 第三章 復(fù)合道面有限元模擬方法的驗(yàn)證26-34
• 3.1 道面結(jié)構(gòu)層參數(shù)26-28
• 3.1.1 地基強(qiáng)度26
• 3.1.2 彈性模量26-27
• 3.1.3 泊松比27-28
• 3.2 荷載模型28-30
• 3.2.1 機(jī)型類型28-29
• 3.2.2 荷載簡(jiǎn)化29-30
• 3.3 建立有限元模型30-32
• 3.3.1 模型尺寸30
• 3.3.2 板間接縫傳荷模擬30-31
• 3.3.3 設(shè)置層間接觸31
• 3.3.4 設(shè)置邊界條件31-32
• 3.3.5 網(wǎng)格劃分32
• 3.4 模型驗(yàn)證32-34
• 第四章 復(fù)合道面層間力學(xué)分析34-65
• 4.1 模型參數(shù)對(duì)復(fù)合道面結(jié)構(gòu)的影響34-44
• 4.1.1 層間結(jié)合狀態(tài)的影響34-39
• 4.1.2 加鋪層厚度的影響39-40
• 4.1.3 加鋪層瀝青混凝土模量的影響40-41
• 4.1.4 水泥混凝土模量的影響41-42
• 4.1.5 機(jī)型影響42-44
• 4.2 水平荷載對(duì)復(fù)合道面結(jié)構(gòu)的影響44-50
• 4.2.1 建立有限元模型44
• 4.2.2 力學(xué)分析44-50
• 4.2.3 小結(jié)50
• 4.3 加鋪層數(shù)對(duì)路面結(jié)構(gòu)的影響50-55
• 4.3.1 厚度影響排除試驗(yàn)51-52
• 4.3.2 加鋪層數(shù)影響對(duì)比試驗(yàn)52-55
• 4.3.3 小結(jié)55
• 4.4 接縫處疲勞應(yīng)力分析55-60
• 4.4.1 建立有限元模型55-56
• 4.4.2 接縫處應(yīng)力分析56-60
• 4.4.3 小結(jié)60
• 4.5 輪載和溫度耦合作用對(duì)復(fù)合道面影響分析60-65
• 4.5.1 參數(shù)的選取和輪轍模型的建立61
• 4.5.2 復(fù)合道面輪轍形成規(guī)律分析61-64
• 4.5.3 小結(jié)64-65
• 第五章 多層加鋪的復(fù)合道面剩余壽命預(yù)估65-81
• 5.1 水泥混凝土道面剩余壽命計(jì)算方法65-69
• 5.1.1 基于民航水泥道面設(shè)計(jì)逆過程法65-66
• 5.1.2 美國(guó)NCHRP-26疲勞分析法66
• 5.1.3 波特蘭水泥協(xié)會(huì)疲勞分析法66-67
• 5.1.4 我國(guó)公路水泥混凝土設(shè)計(jì)法67-69
• 5.2 瀝青道面剩余壽命計(jì)算方法69-71
• 5.2.1 基于我國(guó)民航瀝青道面設(shè)計(jì)逆過程法69
• 5.2.2 基于LEDFAA剩余壽命預(yù)估法69-70
• 5.2.3 基于公路瀝青路面設(shè)計(jì)法70-71
• 5.3 復(fù)合道面剩余壽命預(yù)估流程與實(shí)例71-81
• 5.3.1 預(yù)估流程71-72
• 5.3.2 實(shí)例分析72-78
• 5.3.3 建議78-81
• 第六章 結(jié)論81-83
• 6.1 全文總結(jié)81-82
• 6.2 不足和建議82-83
• 參考文獻(xiàn)83-86
• 致謝86-87
• 作者簡(jiǎn)介87

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