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城市地下平行管道对路面结构力学性能的影响分析

作　者: 洪刚
导　师: 方诗圣
学　校: 合肥工业大学
专　业: 工程力学
关键词: 城市道路 地下平行管道 有限元 结构分析
分类号: U416.217
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 15次
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内容摘要


伴随着社会生产力的发展和人民群众物质文化水平的提高以及城市化道路建设的快速发展，人民对城市道路的建设要求也在不断提高，而地下管道的存在对路面结构的影响不容忽视，在对现有道路地下双管道的调研工程中发现，地下半径大小相同的平行管道比较具有代表性，具有实际研究意义。本文以有限元理论为基础，应用有限元分析软件ANSYS，对城市地下平行管道对路面结构力学性能的影响进行有限元分析。根据道路的结构形式、边界约束条件及荷载情况，建立合理的有限元模型。通过改变平行管道埋深、沟槽回填土的弹性模量以及管道之间间距来研究其对路面结构的影响，通过对模型数据分析可知，由于地下平行管道的存在，改变了道路结构的局部刚度，使得在沥青混凝土道路路表产生了差异沉降；地下平行管道埋深不同、沟槽回填土弹性模量不同以及管道之间间距不同时在车辆荷载的作用下对路表应力和弯沉的影响也具有一定的规律。我们通过对含平行管道沥青混凝土路面的有限元分析的结论，并针对含地下平行管道路面的结构破坏特点，提出了加固处理技术措施，可以为含地下平行管道的城市沥青混凝土道路路面设计和施工提供一定的参考。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
致谢  7-12
第一章 绪论  12-21
  1.1 研究的背景及意义  12-16
  1.2 国内外研究综述  16-19
  1.3 本文的研究思路与主要内容  19-21
    1.3.1 研究内容  19
    1.3.2 研究方法  19-21
第二章 计算基本理论及 ANSYS 的应用  21-31
  2.1 求解方法简介  21-23
  2.2 有限元分析方法简介  23-27
    2.2.1 有限元方法的基本思想  23-24
    2.2.2 有限元方法的基本原理  24-27
  2.3 ANSYS 软件的概述  27-31
    2.3.1 ANSYS 的特点  27-28
    2.3.2 ANSYS 的功能  28-29
    2.3.3 ANSYS 分析的基本过程  29
    2.3.4 有关 ANSYS 在道路工程中的应用  29-31
第三章 含有地下平行管道的沥青路面结构计算理论  31-40
  3.1 地下平行双圆管道模型的计算假定  31
  3.2 土体单元  31-33
    3.2.1 土体本构关系  31-32
    3.2.2 DP 材料屈服准则  32
    3.2.3 流动准则（正交定律）  32-33
    3.2.4 弹塑性刚度矩阵  33
    3.2.5 土体的单元类型  33
  3.3 车辆荷载作用  33-34
  3.4 模型相关参数  34-36
  3.5 有限元模型的建立  36-39
    3.5.1 边界约束条件  36
    3.5.2 网格划分  36
    3.5.3 汽车荷载简化  36-39
  3.6 本章小结  39-40
第四章 地下平行管道对沥青混凝土路面结构力学性能影响  40-54
  4.1 管道不同埋深对沥青混凝土路面结构力学性能的影响  40-48
    4.1.1 不同埋深情况下路表沿应力及 OA 段沉降变化曲线  40-43
    4.1.2 不同埋深情况下应力变化及路表沿 OB 段位移变化曲线  43-46
    4.1.3 不同埋深情况下每层底部最大剪应力  46-47
    4.1.4 不同埋深情况下路表位移沉降变化曲线  47-48
    4.1.5 不同埋深情况下 O 点最大主应变及最大主应力变化曲线  48
  4.2 回填土弹性模量的不同时对沥青混凝土道路路面结构力学性能影响  48-51
    4.2.1 回填土弹性模量不同情况下路表沿 OB 段位移变化规律  49
    4.2.3 回填土弹性模量不同情况下加载中心 O 点弯沉变化规律  49-50
    4.2.4 回填土弹性模量不同情况下加载中心 O 点最大主应变变化曲线  50
    4.2.5 回填土弹性模量不同情况下加载中心 O 点最大主应力变化曲线  50-51
  4.3 平行管道的间距不同对沥青混凝土道路路面结构力学性能影响  51-52
    4.3.1 管道间距不同情况下点最大拉应力变化曲线  51-52
    4.3.2 管道间距不同情况下加载中心 O 点位移沉降变化曲线  52
  4.4 本章小结  52-54
第五章 含地下平行双圆管道施工加固处理技术措施  54-60
  5.1 加铺土工格栅材料  55-56
    5.1.1 质量控制  55
    5.1.2 平行双圆管道土工格栅铺设位置  55-56
    5.1.3 土工格栅加筋在施工过程中要需要注意事项  56
  5.2 进行灌浆处理  56-58
    5.2.1 材料质量要求  56-57
    5.2.2 注浆配合比设计  57
    5.2.3 灌浆孔布置  57-58
    5.2.4 施工要点  58
  5.3 加铺钢筋混凝土盖板  58
  5.4 加钢筋网片  58-59
  5.5 本章小结  59-60
第六章 结论与展望  60-62
  6.1 结论  60
  6.2 展望  60-62
参考文献  62-67
攻读硕士学位期间发表论文  67-68
攻读硕士学位期间参加科研项目  68-69

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 路基、路面工程 > 路面工程 > 路面：按使用材料分 > 沥青路面
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