多次模拟弹射载荷作用下水泥混凝土路面动态响应

道路结构作为承载基础,与发射装备构成了动力耦合系统,冲击载荷作用下路面的响应特性将直接影响到导弹发射安全性。为研究多次弹射载荷下水泥混凝土道路结构的动态响应,以压缩空气为动力源搭建模拟弹射载荷生成装置,在三维试槽中铺筑水泥混凝土路面,面层中铺设应变传感器,土基中埋设土压力传感器,通过多次冲击加载试验获取模拟弹射载荷作用下土基压应力和面层应变变化规律,分析土基内压应力与深度及载荷作用面中心点距离间的关系,得到多次模拟弹射载荷下面层破坏形式及破坏机理。研究结果表明:冲击压力与土基峰值压应力呈线性关系;距离载荷中心点3300 mm处,不同模拟弹射载荷下各深度处的土基压应力峰值已经非常小,模拟弹射载荷的径向影响范围为3300 mm以内;模拟弹射载荷较小时面层为弹性变形,模拟弹射载荷增加到0.77 MPa时混凝土面层产生辐射状贯穿裂缝;弹射载荷作用下路面出现整体沉降。

弹射冲击载荷作用下沥青混凝土路面面层的损伤

沥青混凝土作为一种粘弹性材料一般只研究其疲劳损伤特性,冲击损伤研究较少。针对路面在弹射载荷作用下产生中低应变率响应的特点,采用Cauchy应变表达的三维简化ZWT(朱-王-唐)非线性粘弹本构模型以及应变率相关的损伤演化模型,建立了增量形式并将Kirchhoff应力转化为Cauchy应力,编写用户材料子程序嵌入有限元软件中。推导了恒应变率条件下含损伤的简化ZWT本构表达式,使用最小二乘法拟合出本构参数。分析了沥青混凝土场坪面层的冲击损伤,阐明了损伤变化规律、分布规律,为发射场坪的选择提供了一定参考。