Оценка и прогнозирование эксплуатационно-технического состояния жестких аэродромных покрытий

• Автор: Фомин, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 186 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава I. Анализ современного состояния теории расчета и оценки эксплуатационнотехнического состояния жестких аэродромных покрытий.

1.1 Анализ методов расчета жестких аэродромных покрытий.

1.2 Математические модели работы грунтовых оснований при нагружении.

1.3 Учет влияния природноклиматических факторов и воздействия нагрузок от воздушных судов.

1.4 Учет сезонной переменчивости деформативных характеристик грунтовых оснований.

1.5 Виды деформаций и разрушений жестких покрытий аэродромов и причины их возникновения
1.6 Анализ существующих методов, применяемых для оценки эксплуатационнотехнического состояния жестких покрытий

1.7 Выводы, цель и задачи исследования.

Глава II. Исследование показателя растрескивания аэродромного

покрытия.
2.1 Существующее состояние проблемы оценки эксплуатационнотехнического состояния жестких аэродромных покрытий.
2.2 Методика и результаты экспериментальных исследований показателя растрескивания.
2.3 Статистическая обработка экспериментальных исследований
2.4 Выводы по главе 2.
Глава III. Исследование прочности аэродромного покрытия с учетом показателя растрескивания
3.1 Постановка задачи исследования прочности жесткого аэродромного покрытия
3.2 Натурные и лабораторные испытания жесткого аэродромного покрытия
3.3 Исследование прочности покрытия аэродрома в зависимости от показателя растрескивания.
3.4 Выводы по главе 3
Глава IV. Практические рекомендации по оценке эксплуатационнотехнического состояния жестких аэродромных покрытий.
4.1 Обоснование минимального размера заменяемого фрагмента плиты
4.2 Метод оценки и прогнозирования эксплуатационнотехнического состояния жестких аэродромных покрытий
4.3 Техникоэкономическое исследование.
4.4 Выводы по главе 4.
Заключение.
Литература


Первые способы были грубо приближенные и основывались на идеализациях расчетной схемы. По мере развития более точных методов расчета плит на упругом основании, способы расчета покрытий совершенствовались на базе достигнутых точных решений. Учитывая сложность решения задачи о плите на упругом основании при несимметричном загружении, стали применятся полуэмпирические способы расчета толщин покрытий, основанные на результатах экспериментальных исследований и имеющихся разработок теории упругости. Эти способы, хотя и не могли претендовать на строгость, однако для ряда практических случаев они приводили к удовлетворительным результатам. Остановимся также на ряде наиболее характерных предложений по расчету жестких покрытий. Пуассона плиты; к5 - коэффициент постели основания. Давление, передаваемое через плиту, автор принимает равным нулю за пределами круга с центром в точке приложения нагрузки и радиусом Д=3. Способ Шлейхера позволяет только приближенно оценивать зависимость между толщиной покрытия и нагрузкой, он не учитывает различных грунтовых условий и размера штампа, передающего нагрузку. В г. Уэстергард опубликовал формулы для расчета толщин покрытия. Причем распределенная нагрузка на покрытие принималась не по кругу, а по эллиптической площадке, что имеет место в действительности, и нагрузка приложена к краю плиты, имеющему соединения с соседними плитами. При нагрузке, приложенной к краю плиты со стыковыми соединениями, возможны случаи расположения нагрузки как по одну, так и по обеим сторонам шва. Шов передает нагрузку с интенсивностью у, 0<у<1. При у=1 работа шва не учитывается, и плита считается сплошной. При у=0 нагрузка стыковым соединением шва на соседнюю плиту не передается. Wk и wki - прогибы при отсутствии стыковых соединений. Формулы Уэстергарда пользуются большой популярностью и до сих пор применяются при расчете толщин жестких покрытий аэродромов, несмотря на то, что в них коэффициент постели принят постоянным, а формулы получены только для частных случаев приложения нагрузки к плите. Рассмотренные решения не могут описать картину распределения напряжений или усилий в плите от нагрузки, приложенной к любому ее участку. Поэтому они не могут использоваться при расчете покрытий из армированных плит, получивших широкое распространение впоследствии. Лейтц [8], основываясь на тех же предпосылках, из которых исходил Уэстергард, несколько изменил решение плиты. Лейтц учитывал, что грунт, находящийся за пределами плиты, тоже воспринимает нагрузку, поэтому при расчете автор рекомендовал принимать коэффициенты постели равные: к$ для бесконечной, 2к3 для полубесконечной и 4к5 для четверть бесконечной плиты. У этого способа присутствуют те же недостатки, что и у рассмотренных ранее. Шитс [5] предложил определять необходимую толщину покрытия, исходя из эмпирической зависимости, результаты которой совпадают с расчетом по более сложной формуле Уэстергарда для середины плиты. С - величина, зависящая от коэффициента оседания грунта. Также автором были опубликованы номограммы зависимости толщины и напряжений, возникающих в покрытии от нагрузок. Формула и графики Шитса могут использоваться только для ориентировочных расчетов и при расчетных нагрузках до кг. Во время испытаний бетонных покрытий на Арлингтонской опытной ферме Бредбюри [9] и «Бюро общественных дорог» США [0] было проведено уточнение формул Уэстергарда. Г . Приведенные формулы ничем принципиально не отличаются от уравнений Уэстергарда и основываются на той же гипотезе Винклера. Бурмистер [] рассмотрел случай бесконечной плиты, лежащей на упругом полупространстве, используя уравнение Буссинеска; при этом нагрузка принята равномерно распределенной по площади круга с заданным радиусом а. Метод решения Буссинеска основан на отыскании бигармонических функций напряжений для плиты и основания с помощью классических приемов математической физики. Им получено выражение прогибов плиты в общем виде. Ввиду сложности разработка метода расчета не была доведена до конца. Ле) и отношения моделей упругости плиты и основания(Еб/Е0).