论文摘要
路基的不均匀变形超过一定限度会导致水泥混凝土路面发生破坏,直接影响到道路的使用功能和使用寿命。本文分别对非冰冻地区和季节性冰冻地区路基的不均匀变形进行分析,建立了不同影响因素下的路基不均匀变形模型,并进一步分析路基不均匀变形引起的水泥路面板附加应力,取得了以下研究成果：1)在现有水泥混凝土道路病害的调查基础上,归纳出非冰冻地区和季节性冰冻地区路基不均匀变形的类型,分析了路基不均匀变形的影响因素。在已有控制方程的基础上,分别建立了非冰冻地区路基水-力耦合模型和季节性冰冻地区路基水-热-力耦合模型；考虑不同的边界条件分析了路基不均匀变形发育过程,得出非冰冻地区和季节性冰冻地区路基不均匀变形的类型。2)采用BISAR和ABAQUS有限元软件对同一路面结构在标准行车荷载作用下各层的内部应力进行计算,结果表明可以用ABAQUS有限元软件计算路面结构内部应力。3)将路基不均匀变形形式归纳为四种具有代表性的类型,分别建立路基在这四种不均匀变形情况下水泥混凝土路面板内应力的有限元模型,数值模拟路基不均匀变形对水泥混凝土路面板的附加应力的影响。4)基于路基不均匀变形的影响因素、变形类型,以及路基不均匀变形引起路面附加应力分析,结合非冰冻地区和季节性冰冻地区的自然环境特征,提出非冰冻地区和季节性冰冻地区路基不均匀变形的控制原则。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 研究目的及意义1.2 研究现状1.2.1 路基不均匀变形研究现状1.2.2 路基不均匀变形引起路面结构附加应力的研究现状1.2.3 研究现状分析1.3 研究内容1.4 研究技术路线第二章 非冰冻地区路基不均匀变形研究2.1 非冰冻地区路基不均匀变形影响因素分析2.1.1 水分的影响2.1.2 土的影响2.1.3 荷载的影响2.1.4 其他因素影响2.2 控制方程2.2.1 应力平衡方程2.2.2 液相连续性方程2.2.3 气相连续性方程2.3 非冰冻地区路基不均匀变形数值模拟2.3.1 路侧积水对路基变形的影响2.3.2 边坡渗水对路基变形的影响2.3.3 地下水对路基变形的影响2.4 非冰冻地区路基不均匀变形类型2.5 小结第三章 季节性冰冻地区路基不均匀变形研究3.1 季节性冰冻地区路基不均匀变形影响因素分析3.1.1 水分的影响3.1.2 土的影响3.1.3 温度的影响3.1.4 荷载的影响3.2 控制方程3.2.1 温度场控制方程3.2.2 水分迁移控制方程3.2.3 应力和变形的基本方程3.2.4 水、热、力耦合方程3.3 季节冰冻地区路基不均匀变形数值模拟3.3.1 路侧积水对路基变形的影响3.3.2 边坡渗水对路基变形的影响3.3.3 地下水对路基变形的影响3.4 季节性冰冻地区路基不均匀变形类型3.5 小结第四章 路基不均匀变形引起路面附加应力的分析模型4.1 软件简介4.1.1 BISAR软件4.1.2 ABAQUS有限元软件4.2 水泥混凝土路面力学计算的基本理论4.2.1 弹性地基板理论4.2.2 弹性多层体系理论4.2.3 水泥混凝土路面有限元分析方法4.3 分析模型的建立4.3.1 水泥混凝土路面参数的选取4.3.2 ABAQUS模型建立4.3.3 BISAR模型建立4.4 计算结果及分析结论4.4.1 计算结果4.4.2 分析结论4.5 小结第五章 路基不均匀变形引起水泥路面附加应力分析5.1 路基顶面呈现弯盆状的路面应力分析5.1.1 模型的建立5.1.2 计算方案5.1.3 边界条件5.1.4 计算结果及分析5.2 路基顶面呈现拱形的路面应力分析5.2.1 模型的建立5.2.2 计算方案5.2.3 边界条件5.2.4 计算结果及分析5.3 路基边坡拱起的路面应力分析5.3.1 模型的建立5.3.2 计算方案5.3.3 边界条件5.3.4 计算结果及分析5.4 路基边坡沉陷的路面应力分析5.4.1 模型的建立5.4.2 计算方案5.4.3 边界条件5.4.4 计算结果及分析5.5 小结第六章 路基不均匀变形控制原则研究6.1 非冰冻地区路基不均匀变形的控制原则6.1.1 减少水分影响6.1.2 控制路基变形量6.2 季节冰冻地区路基不均匀变形的控制原则6.2.1 减少水分影响6.2.2 减少温度影响6.2.3 控制路基变形量6.3 小结结论和进一步研究建议主要结论进一步研究建议参考文献攻读学位期间取得的研究成果致谢
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