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《昆明理工大学》 2001年
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钢纤维混凝土路面板结构的温度应力及其在冲击载荷作用下的动力响应研究

邵宝东  
【摘要】: 钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种 新型的多相复合材料,其中乱向分布的短钢纤维主要作用是阻碍混凝土内部微裂 纹的扩展和阻滞宏观裂缝的发生和发展。因此,在修筑公路路面和机场道面中得 到广泛的应用。随着钢纤维混凝土这种新型复合材料的广泛应用,对钢纤维混凝 土的试验与研究也日益受到国内外学者的关注和重视。 目前,国内外学者对钢纤维混凝土的研究着重于钢纤维混凝土的力学性能, 如文献[3,13,14,16,23,27,28,29]等。而钢纤维混凝土在实际路面工程的应用中,不 仅要受到路面车辆移动载荷和冲击载荷的作用,还要承受路表的温度变化及日辐 射的作用,所以温度应力与车辆荷载应力同样都是刚性路面产生破坏的主要因 素。由于温度应力的存在,会引起钢纤维混凝土路面板结构产生裂纹。随着裂纹 的扩展,最终会导致结构的破坏。因此,研究分析钢纤维混凝土路面板结构的温 度荷载和温度应力,对控制钢纤维混凝土结构的裂缝是十分重要的。 本文首先根据傅立叶(Fourier)热传导方程,求解钢纤维混凝土路面板结构 温度场的解析解,并利用伽辽金加权余量法求得其有限元解。其次,根据已求得 的温度场,利用威斯特卡德-布拉德伯利法求解钢纤维混凝土路面板结构的温度 应力的解析解,然后又利用有限单元法对由温度变化产生的温度应力进行求解。 最后,作者利用有限单元法分析了钢纤维混凝土路面板结构在冲击载荷作用下的 动力响应,计算了由冲击载荷引起的挠度响应及应力响应。 计算结果表明:钢纤维混凝土路面板结构的温度场沿其厚度方向呈非线性 分布;在距路面表面较近的地方,温度变化较快,而在距路面表面较远的地方,温度 沿厚度方向的变化较为缓慢,整个图形呈下凸形。钢纤维混凝土路面板在上述温 度载荷的作用下,其温度应力沿其厚度方向呈非线性分布。在冲击载荷作用下, 钢纤维混凝土路面板结构的挠度及应力响应亦呈非线性变化。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:U416.2

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【参考文献】
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