• /  2
  • 下載費用: 1.90積分  

拓寬路基容許工后不均勻沉降指標計算方法.pdf

'拓寬路基容許工后不均勻沉降指標計算方法.pdf'
274 拓寬路基容許工后不均勻沉降指標計算方法 ■ 張錦棟 [摘 要] 拓寬公路的路面結構之所以出現縱向開裂,是因為路基的不均勻沉降造成路基頂面起伏變化,起伏變化越大,路面產生的不均勻沉降也越大。為保證拓寬路基的路面能正常使用,確保其容許工后不均勻沉降值不超過某一限定值是極為重要的。文中從彈性地基梁模型與有限元模型分析入手,推導了拓寬路基容許工后不均勻沉降指標,以期更好地監測控制路基沉降量。 [關鍵詞] 拓寬路基 容許工后 不均勻 沉降 指標計算 一、 彈性地基梁模型分析 當路基產生不均勻沉降時,文獻[1]假定路面結構為文克勒地基上的彈性梁,以此對路面結構附加彎拉應力進行分析。求解方程為: 44 ()x od wD Kw q Ku xdx ? ? ? 式中:K 為文克勒地基反應系數,Dx 為彈性梁的彎曲剛度;w 為彈性梁的撓度;u(x)為路基的不均勻沉降變化曲線。 某一結構層的彎拉應力最先達到其容許應力時,此時所對應的最大沉降差值 u0 與特征長度 L 的比值作為路表容許變坡率[i]=u0/L,則瀝青路面及水泥路面的路表容許變坡率[i]分別為: 1. 瀝青路面 11 0(1 )[ ][ ] (1 )2Ai LE h L? ??? ?式中: ? 為泊松比, ? =0.3;E1 為瀝青表面層的模型(Mpa); 1[]? 為瀝青表面層的材料強度(Mpa);A 為修正系數,A=-0.21331; 0h 為瀝青表面層頂面離中性面的距離(m)算式如下: 3 3 120 2 2 2 3 3 1 2 4 4 41 1 1 1[ 2 2()2 2 ]/(2 )s ss sk k k k ki i k ih Eh Ehh Ehhh EhhKEhh Eh?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? 2. 水泥路面 11 1(1 )[ ][]i LE h? ??? 式中:E1 為水泥混凝土面板的模量(MPa); 1h為水泥混凝土面板的厚度(m)。 二、 有限元模型分析 文獻[6]所用路面材料參數及計算結果如下:軟基盆形不均勻沉降產生的附加應力在瀝青混凝土面層內均為壓應力,水泥沙礫層上部受壓中下部受拉,利用多層體系理論計算在車輪荷載(p=0.7 MPa,? =15 cm)水泥沙礫層底彎拉應力為 0.06 MPa,室內實測水泥彎拉強度為 0.5 MPa,計算表明當路面容許沉降坡差[i]為 0.4%時,附加應力與荷載應力之和正好滿足路面強度要求。 即:0.4037+0.0600=0.4637<0.5 MPa。 文獻[3]在如下假定的基礎上分析了路面結構對不均勻沉降的力學響應,采用三層體系,計算參數及計算結果如下: 1. 基本假定 (1)路面結構層為連續均質、各向同性的線彈性材料,力學特性用彈性模量 E 和泊松比 ? 表征。 (2)路面各結構層在垂直方向上完全連續,即不均勻變形隨時間而緩慢增長,路面各結構層在行車荷載與自重作用下隨之下沉,層間不會出現脫空現象;瀝青面層和基層、基層和底基層之間的接觸條件為完全連續,底基層和地基之間為光滑接觸條件。 (3)按平面應變問題進行分析。 2. 路面材料參數 路面材料參數具體見表 1。表 1 路面材料參數 瀝青混凝土面層 二灰碎石基層 石灰底基層 彈性模量 E(MPa) 1 200 1 400 600 泊松比 ? 0.3 0.3 0.3 容量(g/cm3) 2.0 2.0 2.0 厚度(cm) 12 40 30 以老路面寬 10 m,單側拓寬 15 m,老路面上加鋪路面,即新老路基頂面的不均勻變形為工后差異沉降,在此基礎上進行路面結構力學響應分析。 3. 計算結果 計算表明,當變坡率為 0.4%時,基層底面最大彎拉應力為 0.36 MPa,有多層彈性體系理論得到了標準荷載在此路面結構基層產生的彎拉應力為0.098 MPa,兩者之和 0.458 MPa 超過了基層的抗彎拉強度 0.45 MPa,故變坡率[i]應小于 0.4%。 彈性地基梁模型與有限元模型分析:路基變形在先,路面結構變形在后,路面結構是隨路基變形而發生的跟隨變形,因而在路基不均勻變形在先的條件下把路面結構假定為彈性地基梁是不符合實際情況的;而有限元模型就是在路基沉降下而進行的路面結構力學響應分析,本文擬以材料力學中彎曲變形與強度關系的理論為基礎推出路基工后不均勻沉降容許變坡率[i]的計算公式。 三、 路基工后不均勻沉降容許變坡率[i]計算公式推導 1. 有關路面結構的假定 拓寬路基工后沉降容許坡率[i]計算公式假定: (1)對于上述第一種路基不均勻變形特征,假定該路基上的路面結構變形模式如圖 1 所示(上凸型)。 (2)對于上述第二種路基不均勻變形特征,假定該路基上的路面結構變形模式如圖 2 所示(盆形)。 圖 1 路面結構變形模式示意圖 2. 拓寬路基工后沉降容許坡率[i]計算公式推導 矩形截面彈性階段材料某點中性層的變形曲率算公式為: 21 Xddx E h??? ? ?(1) 式中: ? 為曲率半徑, dx 為微段梁的長度,d? 為微梁左右兩截面的相對轉角,h 位梁的厚度,X? 梁所受的彎拉應力,E 為梁的彈性模量。 由公式(1)可得: 2 Xd dxEh?? ? (2) 假定公式(2)中 X? 從 0 到 m a x? 均勻變化并對公式(2)兩邊積分可得梁截面最大轉角為: m a x LE h?? ? (3) 式中 m a x? 為路面結構的最大抗彎拉應力;L為梁所受彎拉應力從 0 到 m a x? 之間的長度。 由于實際路面結構的寬度較短,而梁的曲率半徑又較大,本文用最大轉角作為容許變坡率[i]的控制值: max[]Li Eh??? ? (4) 圖 2 梁變形示意圖 (1)盆形變形特征路基[i]的計算公式 對公式(4)的參數分別賦予路面結構中的相關參數即可得到路基工后沉降容許坡率[i]計算公式。 ①令 L 為拓寬后路面寬度的 1/2。 ②令 m a x? = ? = 1? - 2? 其中 1? 為路面結構中路基材料彎拉強度, 2? 為利用多層彈性體系理論得到標準荷載在此路面結構基層產生的彎拉應
關 鍵 詞:
均勻 容許 沉降 指標 路基 計算 方法 拓寬
 天天文庫所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:拓寬路基容許工后不均勻沉降指標計算方法.pdf
鏈接地址: http://www.476824.live/p-51461473.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服點擊這里,給天天文庫發消息,QQ:1290478887 - 聯系我們

本站為“文檔C2C交易模式”,即用戶上傳的文檔直接賣給(下載)用戶,本站只是中間服務平臺,本站所有文檔下載所得的收益歸上傳人(含作者)所有【成交的100%(原創)】。本站是網絡服務平臺方,若您的權利被侵害,侵權客服QQ:1290478887 歡迎舉報。

[email protected] 2017-2027 http://www.476824.live 網站版權所有

粵ICP備19057495號 

收起
展開
球探网即时蓝球比分 福建快3开奖结果查询今天 我要下载那个贵州十一选五 理财平台安全排名100 快3安徽 广西11选5购彩平台 江西快3和值尾走势图 股票融资l鑫配资 云南快乐十分遗漏走势 股票牛股推荐 加拿大28神策app