论文摘要
本论文运用有限元分析、断裂力学等基本理论与方法,结合实体工程,主要围绕着旧水泥混凝土路面的综合性能评定、旧水泥混凝土路面冲击破碎技术、基于应力吸收层的旧水泥混凝土路面上沥青加铺层结构的力学分析与结构设计等几方面进行深入研究。主要研究成果是:1、基于MATLAB神经网络工具箱建立了旧水泥混凝土路面性能综合评定的BP人工神经网络模型,并将其应用于实体工程路面性能的评定中,其评定结果与实际路况吻合,网络的训练误差和输出误差较小,可用于指导旧水泥路面的改建方案的制定。2、运用ANSYS有限元分析软件,对冲击压路机打裂压稳旧水泥混凝土板的作用机理进行了拟静态和动态分析,得出了混凝土板在冲击压路机的作用下板底的变形及受力分布特征、裂缝的产生与扩展模式和对板下基础的影响。3、系统分析了沥青加铺层厚度、模量,基础模量,应力吸收层厚度、模量对打裂板加铺层结构荷载应力、温度应力、弯沉及弯沉差的影响,总结出应力及变形随参数变化的规律;此外,采用间接法顺序耦合分析了加铺层结构的荷载—温度耦合应力。4、在上一步研究的基础上,采用数值模拟的方法计算了温度—荷载耦合作用下打裂板沥青混凝土加铺层的疲劳寿命,从结果可以直观的看出,设置应力吸收层的打裂板沥青混凝土加铺层结构较未设置应力吸收层的加铺层结构的疲劳寿命更高,说明应力吸收层确实能够有效的防止反射裂缝,延长路面的使用寿命,具有推广价值。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论§1-1 课题的提出§1-2 国内外的研究现状及存在问题1-2-1 旧水泥混凝土路面性能评定研究现状1-2-2 旧水泥混凝土路面冲击破碎技术研究1-2-3 加铺层结构的力学分析1-2-4 旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构的疲劳性能分析1-2-5 存在的主要问题§1-3 本文研究的主要内容1-3-1 本文研究的主要内容第二章 基于人工神经网络的旧水泥混凝土路面综合性能评定§2-1 旧水泥混凝土路面性能评定指标体系的确定2-1-1 旧水泥混凝土路面性能评定指标体系建立原则2-1-2 确定旧水泥混凝土路面性能评定指标§2-2 旧水泥混凝土路面性能评定方法的确定2-2-1 常用评定方法2-2-2 人工神经网络评定方法2-2-3 旧水泥混凝土路面性能评定方法的确定§2-3 评定模型的建立与实施2-3-1 BP 神经网络2-3-2 神经网络模型的建立与预测2-3-3 旧水泥混凝土路面性能实例评定§2-4 本章小节第三章 旧水泥混凝土路面冲击打裂压稳技术§3-1 冲击碾压技术概述及施工流程3-1-1 冲击碾压技术3-1-2 施工工艺流程§3-2 冲击碾压破碎水泥混凝土路面的力学分析3-2-1 模型尺寸及约束条件3-2-2 荷载模型及轮压位置3-2-3 水泥混凝土面板变形特征3-2-4 混凝土面板板底应力分布3-2-5 土基的变形分布§3-3 冲击碾压破碎水泥混凝土路面的动力效应研究3-3-1 模型及施工路线3-3-2 不同施工路线混凝土板的受力及变形分析3-3-3 混凝土板内裂缝的产生机理3-3-4 冲压过程中板内最大拉应力及沉降变化情况§3-4 冲击碾压破碎水泥混凝土路面质量控制§3-5 冲压效果§3-6 本章小结第四章 应力吸收层旧水泥混凝土打裂板加铺层结构应力分析§4-1 概述§4-2 结构分析基础4-2-1 计算模型与参数4-2-2 应用材料强度理论4-2-3 路面温度场计算分析§4-3 结构参数对打裂板加铺层结构应力影响4-3-1 加铺层厚度对打裂板加铺层结构应力影响4-3-2 加铺层模量对打裂板加铺层结构应力影响4-3-3 基础模量对打裂板加铺层结构应力影响§4-4 应力吸收层对打裂板加铺层结构应力影响4-4-1 应力吸收层厚度的影响4-4-2 应力吸收层模量的影响§4-5 基于应力吸收层的旧水泥混凝土打裂板加铺结构耦合应力分析§4-6 防反射裂缝机理4-6-1 反射裂缝扩展模式4-6-2 防反射机理分析§4-7 本章小结第五章 旧水泥混凝土打裂板沥青加铺层结构的疲劳性能模拟§5-1 沥青加铺层结构反射裂缝产生原因§5-2 沥青加铺层结构线弹性断裂力学基本理论5-2-1 裂纹尖端附近的应力状态5-2-2 应力强度因子理论§5-3 加铺层裂缝尖端应力强度因子的有限元分析5-3-1 有限元法计算裂缝尖端的应力强度因子5-3-2 奇异单元模式的建立与分析5-3-3 ANSYS 计算应力强度因子§5-4 沥青加铺层结疲劳寿命的数值模拟5-4-1 路面交通量及温度场调查5-4-2 路面结构有限元分析模型及材料参数5-4-3 数值分析§5-5 本章小结第六章 结论与展望§6-1 本文主要结论§6-2 需要进一步讨论的问题参考文献致谢攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果
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