文档介绍：水泥混凝土路面应力分析
早期荷载应力分析
威斯特卡德荷载应力分析
3弹性地基板的荷裁应力
4混凝土路面板荷载应力的有限元分析
5有接缝泥凝土路面板的有限元分析
6水泥混凝土路面的温度应力分析
1早期荷敢应力分析
欧尔德和歌德贝克根据调查发现一般水泥混凝土路板
的厚度较薄,路面破坏的主要形式为角隅断裂,所以欧尔
徳认为主要应该验算角隅应力:并且认为角隅断裂主要是
板下地基局部下沉,使得板角端部脱空所致。当然,除了
地基局部下沉以外,路面板因温度的均匀或不均匀变化而
产生板角向上翘曲,也会引起水泥混凝土路面板与地接的
局部脱开。反映这种情况的计算图见图7—1。欧尔德根据
材料力学原理,假定地基脱空,板是悬臂变截面梁
图7-路面板与地基脱开
当车轮荷载P作用在板角处,混凝土路面板形成一种悬
臂的形式;板的一端是固定的,与板内侧相联;板的另
侧为自由端。由于荷载P引起的角隅断裂线AB与边缘线成
45度角,离顶点的距离为a(图7—2x)。
集中方P
图72菏城位置图
集中荷裁P引起的断裂线AB处的弯矩为
以板中的应力来表征为:P
h2=3
由此可得
3P
(7-1)
当荷载作用在内侧角隅处,横缝有传力杄连接时,如
图(7—2b)所示,假定有一半的荷载传到邻板,路面沿着
CD、DE发生破坏,则破裂面上的最大弯拉应力为
(7-2)
h
当荷载作用在内侧角隅处,纵缝有传力杆连接时,则荷
载的传力情况十分复杂,可以认为有1/3的荷载通过纵缝
传给邻板,则破裂面上的最大弯拉应力为
(73)
2威斯特卡德荷载应力分析
弹性薄板的基本假设和弹性曲面方程
两个平行面利垂直于这两个平行向的柱面或棱柱面所
围成的物体称为板。平分厚度厚度h的平面称为板的中面。
如果板的厚度h远小于板面的最小尺寸b就称为薄板。薄板
受到垂直于板面的荷载作用时,板面就会弯曲,中面所弯
成的曲面称为弹性曲面,而中面各点沿Z方向的位移称为
薄板的挠度w。假如挠度w远小于板的厚度h就称为小挠度
薄板,相应的理论称为小挠度薄板理论。通常的水泥混凝
土路面(道面)一般符合小挠度薄板理论的基本假定。
弹性薄板基本假设
研究弹性地基上无限大板时,以弹性薄板小挠度问题
作为力学模型描述板体。弹性力学理论中,对此有以下三
点假设
(1)垂直于中面方向形变分量极其微小,可以略去不计
(2)应力分量T2,和远小于其余三个应力分量,是次要的
可以忽略它们所引起的形变分量;
〔3)薄板中面内的各点都没有平行于中面的位移。
由假设(1)可以得到
O,即W=W(x,y)
(75)
由假设(2)可得
=7y=0即c= Ow av a
az ax az a
则
l=-3-+f1(x,y,v
+f2(x,y)
(7-6)
不计σ的影响,板的应力应变关系为
2(1+)
(a,-,),E,=(,-A),yn
E
(77)
由假设(3)可以得到
0
7-8)
由此可将板的儿何方程表示为
t
将物理方程(7~5)改与为应力分量的表达式并将式(76)代人可得到
x
+
(7-10)
Ee a
ERy-1+u azar