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科技期刊导读第九期
文章来源: 更新时间:2016-09-14

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《长安大学学报》自然科学版201636卷第3

基于临界裂纹尖端张开位移的改性沥青低温抗开裂形能评价

摘要:为了评价改性沥青的低温抗开裂性能,应用带有数据采集功能的测力延度仪及自制硅橡胶模具,对7种不同改性沥青进行了预制裂纹紧凑拉伸试验,测试低温脆性条件下沥青的断裂行为;以裂纹尖端张开位移作为改性沥青低温抗开裂性能的评价指标,并通过室内沥青混合料约束试件温度应力试验(TSRST)研究了各断裂力学参数与沥青混合料冻断温度的相关性。研究结果表明:沥青紧凑试验可用于对沥青的低温性能进行更严格的区分;采用的临界裂纹尖端口位移指标反映了沥青材料本身低温脆性状态下的抗裂纹扩展能力,适合作为沥青低温抗开裂性能的评价指标;室内沥青混合料冻断试验结果也验证了所提出方法及指标的合理性。

潮湿沥青路面抗滑性能数值模拟

摘要:为了模拟评价不同条件下潮湿沥青路面的抗滑性能,利用分形理论中的IFS插值方法在MATLAB中编程生成三维沥青路表,将其导入有限元软件ABAQUS中,生成与实际相符的三维路表,并建立轮胎-路面接触模型;将计算流体动力学软件FLUENT计算得到的水膜对轮胎作用力结果导入ABAQUS软件中以表征水膜影响,最终建立轮胎在潮湿路面上的高速行驶模型;以附着系数为抗滑指标,分析沥青路面在车、路、环境综合作用下的抗滑性能。研究结果表明:轮胎与路面间的附着系数随车速提高而下降,随轮胎荷载增加而增加,随轮胎胎压的减小而增加;附着系数随水膜厚度的增加而降低,且水膜厚度较小时,附着系数随车速变化较明显;在速度较小时,水膜厚度对附着系数的影响较大;附着系数随构造深度的增加而增加,但当构造深度增加到一定程度时,继续增加构造深度不能显著地改善沥青路面抗滑性能,还会带来负面影响。

冻融环境下基于CT技术混凝土孔隙结构的三维分布特征

摘要:为了研究不同冻融循环次数下混凝土材料内部细观孔隙特征的变化规律,运用CT技术对冻融循环后的混凝土试样细观损伤过程进行了实时扫描,获取了二维断层扫描图像;在此基础上,进行了全数字化的三维孔隙结构重建分析,得到了三维孔隙结构各项参数的孔隙率、孔隙分布频率等统计结果。研究结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土材料的孔隙率呈现出初期增加后期减小的变化规律;体空隙频率分布曲线也随冻融循环次数的改变而发生显著变化,反映出冻融循环作用下混凝土内部孔隙的发育和扩展特性。通过混凝土内部孔隙结构三维动态测量与分布研究,对实现精细描述混凝土材料冻融损伤内部结构特征及破损机理具有重要意义。

高地应力黄土公路隧道稳定性储备

摘要:为了更加全面准确地定量评价高地应力黄土隧道的稳定性,介绍了考虑材料抵抗变形和抗力强度储备等力学性质的高地应力黄土隧道稳定性分析方法;通过Q3黄土试样的三轴试验结果规律,提出采用原状黄土双曲线应力-应变模型探讨高地应力黄土隧道稳定性储备;考虑原状黄土的抗力强度和抵抗变形能力耦合作用,构建反映围岩任一点稳定性状态的映射关系,探索黄土隧道的极限状态;采用卸围压方式类比卸荷试验结果,拟合得到卸荷过程中强度、弹性模量和泊松与围压的变化规律,从而计算黄土隧道安全系数;在此基础上,对山西平阳(平定-阳曲)高速公路某隧道进行了实例分析。研究结果表明:双曲线模型能得到更加真实的变形场,并能较好反映黄土隧道的稳定-失稳定力学特征;本文方法所得隧道稳定性评价结果与现场监测结论较为一致。

基于独立振型的大跨度桥梁风致抖振响应分析

摘要:为分析大跨桥梁在脉动风作用下的抖振响应,针对传统桥梁抖振计算采用的广义振型为三维空间状态,分析过程复杂等问题,提出基于独立振型的抖振分析思路,以经典结构动力学理论和风洞试验为基础,根据能量守恒原理,将以广义振型表示的抖振响应分析过程表达为易于采用矩阵表示的n个独立振型的形式,使得结构动力计算由三维空间状态转化为一维状态,简化了分析过程,并且很容易获得关心自由度上的抖振响应,在此基础上,采用该方法对1座主跨800m的三跨悬索桥进行了抖振响应分析。研究结果表明:由于大跨度桥梁主梁刚度较小,其在脉动风作用下的抖振响应数值较大,结构设计中不能忽略。

 

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