沿河悬空路面板耦合损伤-断裂破坏机制研究

为了预防沿河公路水毁破坏,针对沿河悬空混凝土路面板的受力特征分析,提出双裂纹贯通度损伤因子、悬空度损伤因子和疲劳损伤因子,得出其损伤本构方程;根据其断裂力学双裂纹模型进行耦合损伤-断裂分析,并计算车载和重力作用下的双裂缝尖端Ⅰ型和Ⅱ型耦合损伤-断裂应力强度因子,得出联合应力强度因子(Ke);遵循最大周向应力准则,构建耦合损伤-断裂本构方程和稳定系数综合判别式。研究得出悬空路面板双裂缝主控结构面在耦合损伤-断裂作用下、不同悬空比和贯通度时稳定系数、裂纹尖端应力值的变化规律,并根据倒推法给出行车建议值。最后通过实例分析了其总损伤度-循环次数-应变关系,验证了损伤断裂模型及损伤本构公式的准确性。

沿河公路角部悬空型混凝土路面板断裂承载力计算方法

针对角部悬空型混凝土路面板,借鉴刚性路面荷载应力计算的思路,构建了角部悬空型混凝土路面板力学模型,推导了车载作用下,作用在角部悬空型混凝土路面板悬空部分受剪面的弯矩和剪力计算公式;构建了车载作用下角部悬空混凝土路面板断裂力学模型,获得了角部悬空型混凝土路面板断裂承载力的计算公式。实例分析结果表明,角部悬空型混凝土路面板断裂破坏主要受控于弯矩作用,当路面板悬空比为0.15且裂纹长度达到15cm时,角部悬空型混凝土路面板断裂承载力低于规范约定的标准轴载,此时角部悬空型混凝土路面板可能发生脆性断裂。研究结果对于山区公路水毁减灾具有积极意义。