混凝土排水基層技術(shù)及其荷載應(yīng)力影響

提出了2種形式的路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水系統(tǒng),通過試驗(yàn)路施工總結(jié)出大孔隙混凝土排水基層的施工工藝。在施工完成后對其強(qiáng)度及空隙率等指標(biāo)進(jìn)行了檢測,并對其排水性能進(jìn)行了驗(yàn)算。

混凝土和鋼筋混凝土排水管外壓荷載試驗(yàn) 1實(shí)驗(yàn)裝置 采用三點(diǎn)實(shí)驗(yàn)法，通過機(jī)械壓力的傳遞，試驗(yàn)管子的裂縫荷 載和破壞荷載。 2試驗(yàn)步驟 （1）檢查設(shè)備狀況，設(shè)備無故障方可使用。 （2）將試件放在外壓試驗(yàn)裝置的兩個平行的下支承梁上， 然后將上支承梁放在試件上，使試件與上、下支承梁的軸線相 互平行，并確保上支承梁能在通過上、下支承梁中心線的垂直 平面內(nèi)自由移動。上、下支承梁應(yīng)覆蓋試件的有效長度，加荷 點(diǎn)在管子全長的中點(diǎn)。 對承插口管整根管子進(jìn)行試驗(yàn)時，上、下梁應(yīng)覆蓋其平 直段全場lp，加荷點(diǎn)在平直段中點(diǎn)。仲裁試驗(yàn)檢驗(yàn)試件應(yīng)采用 切割長度不小于1m的圓柱體單元。 （3）通過上支承梁加載，可以在上支承梁上一點(diǎn)加荷，或 者采用兩點(diǎn)同步加荷。 （4）開動油泵，使加圧板與上支承梁接觸，施加荷載于上 支承梁，對混凝土排水管加荷速度約每分鐘1.5kn/m；對鋼筋混 凝土排水管加荷速度約為每分鐘

采用層間接觸模型進(jìn)行了三維有限元分析,并根據(jù)彎沉結(jié)果提出了用彎沉盆形狀系數(shù)表征的結(jié)合系數(shù),比較了應(yīng)力有限元解和等剛度法的差別。研究了層間剪應(yīng)力的分布和摩阻系數(shù)對路面狀態(tài)的影響,最后分析了板的翹曲變形和尺寸效應(yīng)的影響。初步分析結(jié)果表明:混凝土面層與貧混凝土基層之間為半結(jié)合狀態(tài),并非理想的結(jié)合式或分離式,建議對貧混凝土基層的應(yīng)力進(jìn)行20%～40%的修正。

多孔混凝土排水基層是一種性能良好的新型道路基層結(jié)構(gòu),具有透水性好、強(qiáng)度較高、干縮小、抗凍性和抗沖刷性良好等優(yōu)點(diǎn)。以試驗(yàn)路工程為例,介紹了多孔混凝土配合比設(shè)計方法,總結(jié)出多孔混凝土排水基層的施工工藝及施工注意事項(xiàng)。施工完成后對其進(jìn)行檢測,平整度為4.6mm,芯樣7d抗壓強(qiáng)度達(dá)4.67mpa,孔隙率達(dá)21.2%,得到了較理想的效果,為該項(xiàng)施工技術(shù)的推廣應(yīng)用積累了經(jīng)驗(yàn)。

以彈性地基薄板有限元程序?yàn)楣ぞ?，分析四類特種荷載作用下混凝土路面臨界荷位及荷載應(yīng)力，提出了荷載應(yīng)力計算諾模圖和顯式化公式。

地基水荷載對混凝土壩位移影響研究——分析了地基變形模量隨深度逐漸增加、滲透系數(shù)隨深度逐漸減小、壩基滲透系數(shù)各向異性、壩踵設(shè)置帷幕排水，以及考慮滲流場和應(yīng)力場耦合等對混凝土壩位移分量的影響，得出如下結(jié)論：作用在地基上的水荷載，使混凝土壩壩頂相對...

針對南水北調(diào)中線工程排水渡槽的工作特點(diǎn),采用大型有限元軟件對預(yù)應(yīng)力排水渡槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行瞬態(tài)溫度場分析,進(jìn)而計算出結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)應(yīng)力場。計算結(jié)果表明:冬季溫降空槽工況對排水渡槽縱向應(yīng)力和橫隔梁橫向應(yīng)力起控制作用,不考慮溫度荷載時,頂梁產(chǎn)生最大縱向拉應(yīng)力為0.37mpa,橫隔梁下表面產(chǎn)生最大橫向拉應(yīng)力為0.8mpa,疊加冬季溫降溫度效應(yīng)后,頂梁產(chǎn)生的最大拉應(yīng)力為1.45mpa,橫隔梁下表面產(chǎn)生最大橫向拉應(yīng)力為4mpa;夏季溫升空槽工況對排水渡槽底板橫向應(yīng)力起控制作用,不考慮溫度荷載時,底板下表面最大產(chǎn)生0.8mpa的橫向拉應(yīng)力,考慮夏季溫升溫度荷載時,底板下表面最大產(chǎn)生3.6mpa的橫向拉應(yīng)力。

為研究路面內(nèi)部排水能力的計算方法、基層滲透系數(shù)取值方法以及路面內(nèi)部退水時間,采用較大尺寸的試驗(yàn)板進(jìn)行了透水基層排水能力的模擬試驗(yàn)研究,并通過研究變水頭時不同坡度、不同孔隙率下的路面退水時間,建立了退水時間、退水百分比、孔隙率和坡度之間的回歸公式。研究結(jié)果表明:在恒水頭條件下,當(dāng)基層底面水平時,基層的排水能力為達(dá)西定律計算值的1/2;當(dāng)基層底面坡度為s時,基層的排水能力q可近似為q=kh1s;試件的垂直滲透系數(shù)和基層滲透系數(shù)的概念及數(shù)值不同,可以通過修正試件室內(nèi)垂直滲透系數(shù)來獲得路面基層滲透系數(shù)。建立的回歸公式為最終確定路面內(nèi)部的排水時間標(biāo)準(zhǔn)提供了依據(jù)。

通過對貧混凝土透水基層的簡單介紹,基礎(chǔ)材料設(shè)計與排水的能力分析、研究,得出在各項(xiàng)數(shù)據(jù)、各項(xiàng)實(shí)際情況不同的狀態(tài)下,貧混凝土透水基層的排水性能好壞。希望對其排水能力的分析、研究,能夠?yàn)橐恍┗A(chǔ)建設(shè)工程的排水功能提供一系列理論依據(jù)。

埋置于混凝土中錨栓的工作狀態(tài)通常是承受軸向拉力，對混凝土用錨栓進(jìn)行了受拉性能試驗(yàn)，得到埋置在混凝土中的錨栓受拉時的力一位移變化關(guān)系曲線。分析了錨栓失效時拉伸極限荷載的主要影響因素，研究了錨栓在不同錨桿直徑、不同埋置深度、不同混凝土材料強(qiáng)度等條件下，錨栓受拉極限荷載的變化情況及變化規(guī)律。

巖土偏壓荷載對隧道的影響及其防治——以大坪子隧道工程實(shí)例為基礎(chǔ)，計算了偏壓荷載對隧道的圍巖壓力，分析了偏壓隧道產(chǎn)牛的原網(wǎng)及其影響，闡述了偏壓荷載對隧道的影響。研究表明：偏壓荷載對隧道有極大的危害，必須引起重視，并對如何防治提出了幾點(diǎn)建議。

為了分析貧混凝土基層瀝青路面在不同路面結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)下的溫度-荷載耦合應(yīng)力狀況,通過三維有限元數(shù)值方法,分析了瀝青面層厚度和模量、貧混凝土基層厚度和模量及基層縮縫寬度對瀝青路面溫度-荷載耦合應(yīng)力的影響.研究表明:瀝青面層厚度和基層縮縫寬度對路面溫度-荷載耦合應(yīng)力有顯著影響;基層厚度和模量對耦合應(yīng)力的影響不顯著.適當(dāng)增加瀝青面層厚度對預(yù)防反射裂縫十分有效;改變貧混凝土基層的厚度和模量對預(yù)防反射裂縫作用不大;適當(dāng)寬度的基層縮縫對延緩反射裂縫效果顯著.

為了研究貧混凝土瀝青路面受力在不同路面結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)下的狀況,通過三維有限元數(shù)值分析方法,分析了面層厚度、面層模量、應(yīng)力吸收層厚度、應(yīng)力吸收層模量和裂縫寬度對貧混凝土基層瀝青面層層底應(yīng)力的影響。路面結(jié)構(gòu)計算與分析表明:在貧混凝土基層-瀝青面層復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)中,適當(dāng)增加瀝青面層厚度對防治反射裂縫十分有效,而通過提高瀝青面層強(qiáng)度的方法來減少反射裂縫效果不明顯;一定厚度和模量的應(yīng)力吸收層能有效降低瀝青面層底面應(yīng)力水平;貧混凝土基層裂縫寬度對瀝青面層底面受力具有較大的影響。

為了研究多孔混凝土基層上覆瀝青面層的受力狀態(tài),建立了瀝青路面三維有限元模型,引入橫觀各向同性彈性本構(gòu)關(guān)系模型作為正交各向異性接觸模型,利用有限元軟件ansys計算了多孔混凝土基層縮縫處瀝青面層的荷載應(yīng)力.計算結(jié)果的對比分析表明:當(dāng)瀝青面層模量不超過1600mpa時,多孔混凝土基層縮縫處瀝青面層處于受壓狀態(tài).荷載作用下,多孔混凝土基層縮縫處瀝青面層內(nèi)的最大剪應(yīng)力隨面層模量的增加而減小,隨面層厚度的增加而減小,隨基層厚度的增加而減小,隨基層與地基模量比的增加而增加.

針對多孔貧混凝土基層材料的疲勞性能展開了研究。為準(zhǔn)確篩選得到一組極限抗折強(qiáng)度比較接近的試件,首先嘗試測定低應(yīng)力比下梁的抗折彈性模量,其次采用超聲波法對所有試件進(jìn)行均勻性篩選,但結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種方法都不能夠準(zhǔn)確預(yù)測相應(yīng)試件極限抗折強(qiáng)度。接著對集灰比為10∶1的試件在高低應(yīng)力比為0.08的條件下和對集灰比為9∶1的試件在高低應(yīng)力比為0.2的條件下,進(jìn)行疲勞試驗(yàn),并采用weibull分布求解了不同失效概率下的疲勞方程。通過比較多孔貧混凝土材料疲勞方程和水泥混凝土材料、水泥穩(wěn)定碎石材料和其他相關(guān)疲勞方程,發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)得到的疲勞方程是合理的。

本文闡述了多孔混凝土是一種透水性好、強(qiáng)度較高、干縮小、抗凍性和抗沖刷性良好的新型道路基層材料,多孔混凝土基層瀝青路面也成為一種新型的路面結(jié)構(gòu)。

初始靜荷載下的混凝土動力強(qiáng)度研究——在土木工程中，混凝土結(jié)構(gòu)都不可避免的會承受動力荷栽，并且混凝土結(jié)構(gòu)的動力荷栽總是在一定靜力荷栽基礎(chǔ)上疊加的，但現(xiàn)有大多數(shù)研究都是基于材料直接承受動力荷栽進(jìn)行的，因此有必要研究初始靜荷載對混凝土動力特性的影響...

由于上海虹橋綜合交通樞紐工程立體交叉,不少構(gòu)件安裝均采用機(jī)械設(shè)備上樓層的施工方法,故需對機(jī)械施工荷載對結(jié)構(gòu)承載力的影響進(jìn)行驗(yàn)算,并采取必要保護(hù)措施,保證混凝土結(jié)構(gòu)安全性。

為了獲得典型構(gòu)件在實(shí)際服役環(huán)境中的荷載水平范圍,選取在役的3個碼頭梁構(gòu)件設(shè)計實(shí)例,以橫梁、縱梁、軌道梁為研究對象,理論分析出構(gòu)件在"永久荷載"或"永久荷載+可變荷載"作用下的荷載水平;另在華南地區(qū)選取某高樁碼頭,進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)力測試與分析,得到實(shí)際服役環(huán)境下的構(gòu)件荷載水平。通過現(xiàn)場應(yīng)力測試及典型實(shí)例理論分析,確定了碼頭正常使用條件下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)荷載水平范圍為0.1~0.47,為開展在役海工結(jié)構(gòu)實(shí)際服役狀態(tài)的荷載模擬試驗(yàn)提供依據(jù),為碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考。

第10卷第4期 2010年8月 交通運(yùn)輸工程學(xué)報 journaloftrafficandtransportationengineering vol10no4 aug.2010 收稿日期:2010-03-25 基金項(xiàng)目:軍隊(duì)科研項(xiàng)目(kjyz0909;總990713) 作者簡介:鄭飛(1984-),男,湖北石首人,空軍工程大學(xué)工學(xué)博士研究生,從事機(jī)場道面研究。 導(dǎo)師簡介:翁興中(1962-),男,浙江金華人,空軍工程大學(xué)教授。 文章編號:1671-1637(2010)04-0008-08 飛機(jī)荷載下水泥混凝土道面板應(yīng)力計算方法 鄭飛,翁興中 (空軍工程大學(xué)工程學(xué)院,陜西西安710038) 摘要:采用彈性地基板理論分析了道面板應(yīng)力的主要影響因素,修正了公路標(biāo)準(zhǔn)軸載下路面

本文以ansys有限元程序?yàn)楣ぞ?從特種荷載臨界荷位分析著手。計算特種荷載作用下混凝土路面板的荷載應(yīng)力,并通過非線性回歸得出荷載應(yīng)力計算公式。

中國水泥混凝土路面早期破壞比較嚴(yán)重,而脫空是造成這一現(xiàn)象的主要原因。當(dāng)出現(xiàn)脫空后水泥板體產(chǎn)生的荷載應(yīng)力會迅速變大,為了研究脫空對路面荷載應(yīng)力的影響,利用光纖光柵技術(shù)在(湘)潭-邵(陽)高速公路水泥路面上進(jìn)行試驗(yàn),并使用有限元進(jìn)行模擬分析。通過試驗(yàn)及分析得出:荷載與脫空尺寸對水泥混凝土路面脫空區(qū)內(nèi)的動水壓力影響很大,水泥混凝土路面板體產(chǎn)生的荷載應(yīng)力與施加的荷載和脫空尺寸成線性關(guān)系,隨著車輛荷載和脫空尺寸的增加,水泥板內(nèi)的荷載應(yīng)力線性增大。同時根據(jù)有限元模擬得到了考慮荷載和脫空尺寸條件下的潭邵高速公路水泥混凝土路面的荷載應(yīng)力計算公式。