Совершенствование методики расчета конструктивно-анизотропных многослойных жестких дорожных одежд на силовые и температурные воздействия

• Автор: Мартынов, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 196 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1 Краткий анализ существующих конструктивных решений для обеспечения сцепления слоев многослойных дорожных одежд
1.2 Анализ существующих методов расчета жестких дорожных одежд с конструктивноанизотропными слоями на силовое и температурное воздействия
1.3 Методы определения обобщенных характеристик конструктивноанизотропных слоев дорожной одежды.

1.3.1 Расчет обобщенных модулей упругости и коэффициентов Пуассона

1.3.2 Расчет обобщенного коэффициента линейного температурного расширения.

1.4 Выводы, цель и задачи исследования.

Глава 2. Лабораторные исследования моделей дорожных одежд

2.1 Цель исследования, методики испытаний, приборы и оборудование.

2.2 Обработка результатов испытаний образцов.
2.3 Результаты лабораторных исследований.
2.3.1 Определение обобщенного модуля упругости моделей дорожных одежд
2.3.2 Определения обобщенного коэффициента линейного температурного расширения моделей дорожных одежд
2.4 Выводы по главе 2
Глава 3. Экспериментальнотеоретические исследования температурных
полей в многослойных жестких конструктивноанизотропных
дорожных одеждах.
3.1 Цель и задачи стендовых исследований.
3.2 Конструкция стенда и методика исследований
3.3 Результаты экспериментального исследования температурного режима асфальтобетонных покрытий.
3.4 Результаты экспериментального исследования температурного режима конструктивноанизотропных дорожных одежд.
3.5 Расчет температурных полей в конструктивноанизотропных
слоях дорожной одежды.
3.6 Выводы по главе 3.
Глава 4. Теоретические исследования многослойных жестких
конструктивноанизотропных дорожных одежд на статическую нагрузку.
4.1 Обоснование принципа моделирования и расчета дорожных
одежд с конструктивноанизотропными слоями
4.2 Конечноэлементное моделирование многослойных дорожных одежд с использованием объемных конечных элементов
4.3 Численная реализация конечноэлементной модели при статической нагрузке
4.4 Анализ результатов численного решения.
4.5 Оценка влияния физикомеханических и геометрических параметров дорожной одежды на ее НДС
4.6 Выводы по главе 4
Глава 5. Теоретические исследования многослойных жестких
конструктивноанизотропных дорожных одежд на температурные воздействия.
5.1 Исходные гипотезы и соотношения
5.2 Примеры расчета плиты с включениями на температурные
воздействия.
5.3 Результаты исследований конструктивноанизотропной
дорожной плиты на температурное коробление.
5.4 Результаты исследований многослойной конструктивноанизотропной дорожной одежды на температурные линейные деформации.
5.5 Выводы по главе 5.
Глава 6. Практическое использование результатов исследований
6.1 Методика расчета многослойных жестких конструктивноанизотропных дорожных одежд
6.2 Рекомендуемые конструкции многослойных жестких конструктивноанизотропных дорожных одежд
6.3 Экономическая эффективность результатов исследований
Общие выводы.
Список использованных источников


В. Серебряный 4 и многие другие. Жесткие дорожные одежды со сплошными изотропными и конструктивноанизотропными слоями представляют собой одно, двух или многослойные плиты на упругом основании. Под конструктивноанизотропными слоями здесь и далее понимаются армированные слои или слои с прерывными включениями. Учитывая, что число работ по расчету многослойных конструкций и, в частности, конструкций на упругом основании, очень велико, и имеются их детальные обзоры, здесь будут рассмотрены лишь общие направления и отдельные методы расчета плит на упругом основании. Особое внимание будет уделено работам, посвященным расчету конструктивноанизотропных плит на силовые и температурные воздействия. Все методы расчета жестких дорожных одежд можно условно разделить на три большие группы аналитические, эмпирические и численные. Аналитические методы расчета конструкций на упругом основании активно развивались вплоть до середины х годов XX века. К ним в первую очередь относятся решения, полученные с помощью тригонометрических и степенных рядов, а также специальных функций. Б.Г. Коренев решал задачу расчета однородной плиты на упругом основании с использованием цилиндрических функций Томсона. Тот же подход использован В. Г. Клейном для расчета многослойных дорожных одежд. С.П. Тимошенко 6, Орловский 4 в качестве решения использовали разложение функции прогиба в ряд Фурье. Б.С. РаевБогословский 6, В. А. Киселев получили решение в виде двойного ряда Фурье. Это же решение использовал И. А. Медников для расчета решетчатой металлической плиты на упругом основании . И.А. Симвулиди 8 применил разложение функции прогиба в степенные ряды. Э.И. Григолюк и Л. А. Филыитинский рассматривали изгиб перфорированных пластин и пластин с упругими включениями круглой, эллипсовидной и прямоугольной формы . Решение получено в рядах по эллиптическим функциям. Аналитический метод в виде использования специальных функций нашел отражение в работах практически всех ученых, решавших задачи расчета дорожных и аэродромных плит на изгиб до х годов XX века. Другим направлением в расчете многослойных систем с конструктивноанизотропными слоями являются методы механики композитных материалов, позволяющие конструктивноанизотропные слои заменять ортотропными или изотропными путем обобщения их физикомеханических характеристик. Существуют детальные обзоры этих методов , , . К аналитическим методам следует отнести также разработанный в Институте физики прочности и материаловедения СО РАН метод элементов релаксации, основные положения которого изложены в монографии Е. Е. Дерюгина . Метод элементов релаксации позволяет производить расчет плит с учетом зон пластических деформаций. При этом плиты могут быть как сплошными, так и с отверстиями. К достоинствам аналитических методов следует отнести то, что они позволяют получить точное решение в рамках принятых гипотез. Однако, для конструкций жестких дорожных одежд с конструктивноанизотропными слоями или плитами сложной формы дифференциальные уравнения изгиба значительно усложняются, а их решения далеко не всегда могут быть получено аналитически. Другим недостатком данных методов является громоздкий математический аппарат, который сложно реализовать для автоматизированных расчетов. Эмпирические методы позволяют производить расчет дорожных одежд по упрощенным формулам, базирующимся на экспериментальных данных. Эти методы разрабатываются и используются преимущественно за рубежом. Так, на основании опытов ААБНО 5, 6, устанавливающих экспериментальные зависимости между эквивалентной толщиной дорожной одежды и суммарным числом проходов расчетных автомобилей, разработаны методы Шук и Финн Бюро общественных дорог, США, Инженерного корпуса США, Асфальтового института США, Центральной лаборатории путей сообщения Франции, Нефтяной компании Шелл, Дорожной исследовательской лаборатории Англии и метод Лидл Асфальтовый институт, США 5. Это же направление представлено работами Эйзенманна и Гардта 0. К достоинствам данных методов можно отнести достаточную простоту расчетов.