黑龍江干流堤防位于季節(jié)性凍土區(qū),受凍融破壞影響嚴重,堤頂公路會產(chǎn)生凍脹、融沉等現(xiàn)象,縮短堤防整體使用壽命。通過對堤頂公路路面材料的耐久性分析,堤防整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及滲流穩(wěn)定性的分析,探究堤防是否滿足運行要求,縮減堤防受凍融破壞產(chǎn)生的影響。本文在黑龍江干流堤防工程的基礎(chǔ)之上,結(jié)合現(xiàn)有對混凝土的研究成果,對普通混凝土、碳纖維混凝土和瀝青混凝土的耐久性能比較分析,再通過現(xiàn)場原位試驗數(shù)據(jù)采集,對堤防的溫度場、熱-固耦合場和滲流場進行分析。分析表明,堤頂公路路面材料在凍融循環(huán)作用下,碳纖維混凝土在外觀方面、強度損失方面和質(zhì)量損失方面均較好于其它兩種材料。在對三種材料進行凍融循環(huán)模擬時,碳纖維混凝土在整體模型的應(yīng)力、應(yīng)變圖及中心點應(yīng)力、應(yīng)變曲線中,比其它兩種材料均有較好的耐久性能,與試驗結(jié)果相對應(yīng)。由堤防整體溫度分布圖可以看出,堤身及地基的溫度分布比較準確反映出實際工程溫度分布情況,與儀器所傳回數(shù)據(jù)基本保持一致。對堤防整體進行溫度場、熱-固耦合場和滲流場分析,得出堤防工程施工良好,土質(zhì)較均勻。 

【文章來源】：黑龍江大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題依據(jù)及意義
        1.1.1 項目支撐
        1.1.2 研究區(qū)域背景
        1.1.3 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 有限元方法研究
        1.2.2 非飽和土抗剪強度研究
        1.2.3 凍融特性理論研究
    1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究主要內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線圖
第二章 路面混凝土耦合凍融試驗研究
    2.1 試驗設(shè)計方案
    2.2 混凝土凍融循環(huán)試驗
        2.2.1 快凍法原理
        2.2.2 試樣要求
        2.2.3 試樣應(yīng)符合的規(guī)定
        2.2.4 快凍法試驗步驟
    2.3 試驗計算結(jié)果處理
    2.4 試驗結(jié)果與分析
        2.4.1 混凝土外觀對比分析
        2.4.2 混凝土強度損失對比分析
        2.4.3 混凝土質(zhì)量損失對比分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 路面材料凍融過程數(shù)值模擬研究
    3.1 熱分析理論
        3.1.1 瞬態(tài)熱分析理論
        3.1.2 本構(gòu)關(guān)系
    3.2 凍融循環(huán)數(shù)值模擬
        3.2.1 參數(shù)設(shè)置
        3.2.2 網(wǎng)格劃分
        3.2.3 設(shè)置步長和荷載
    3.3 熱力學(xué)計算結(jié)果及分析
        3.3.1 普通混凝土在凍融循環(huán)下性能對比
        3.3.2 碳纖維混凝土在凍融循環(huán)下性能對比
        3.3.3 瀝青混凝土在凍融循環(huán)下性能對比
    3.4 三種材料凍融循環(huán)后抗壓試驗
        3.4.1 普通混凝土抗壓試驗對比
        3.4.2 碳纖維混凝土抗壓試驗對比
        3.4.3 瀝青混凝土抗壓試驗對比
        3.4.4 三種材料抗壓試驗結(jié)果對比
    3.5 本章小結(jié)
第四章 堤頂公路數(shù)值模擬研究
    4.1 數(shù)據(jù)采集與傳輸
    4.2 熱應(yīng)力分析理論
        4.2.1 順序耦合熱應(yīng)力分析
        4.2.2 熱傳導(dǎo)理論
    4.3 凍土本構(gòu)關(guān)系
    4.4 控制微分方程
    4.5 溫度場分析
        4.5.1 各材料參數(shù)
        4.5.2 網(wǎng)格劃分
        4.5.3 設(shè)置荷載
        4.5.4 計算結(jié)果分析
    4.6 熱固耦合分析
        4.6.1 熱固耦合理論
        4.6.2 荷載設(shè)置
        4.6.3 計算結(jié)果分析
    4.7 滲流場分析
        4.7.1 堤防地基滲流場模型
        4.7.2 微分方程及各材料參數(shù)
        4.7.3 計算結(jié)果分析
    4.8 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與建議
    5.1 結(jié)論
    5.2 建議
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]混凝土溫度效應(yīng)下的損傷塑性耦合數(shù)值模擬與應(yīng)用研究[D]. 李士民.沈陽工業(yè)大學(xué) 2013
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本文編號：3426035