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層底拉應力的簡便計算方法

發布時間:2022-05-13 20:17:54

⑴ 回彈彎沉測試方法

要理會回彈彎沉的表徵意義、貝克曼梁法測試、自動彎沉儀、落錘式彎沉儀的測試方法,常用的是貝克曼梁法測試法。

⑵ 在路面設計中,如何進行交通量軸載換算,依據是什麼

同一種路面結構在不同軸載作用下達到相同的損傷程度。

凡是載重大於25KN,小於130KM的各級軸載的作用次數均應換算成標准軸載的當量作用次數;N.=C1*C2*n.(p./p)^4.35,式中C1.C為所求換算車度輛的軸載系數和輪載系數。

因軸間距的不同和輪組數的問不同而取不同的系數。n.為所換車型的交通量(軸載次數).p.表示答被換車型的軸載力 p表示標准軸載力。

(2)層底拉應力的簡便計算方法擴展閱讀:

當把各種軸載換算為標准軸載時,為使換算前後軸載對路面的作用達到相同的效果,應該遵循兩項原則:

第一,換算以達到相同的臨界狀態為標准,即對同一種路面結構,甲軸載作用N1次後路面達到預定的臨界狀態,路面彎沉為L1,乙軸載作用路面達到相同臨界狀態作用次數為N2,彎沉為L2,此時甲乙兩種軸載作用是等效的。則應按此等效原則建立兩種軸載作用次數之間的換算關系;

第二,對某一種交通組成,不論以哪種軸載的標准進行軸載換算,由換算所得軸載作用次數計算的路面厚度是相同的。

⑶ abaqus基層層底拉應力看啥

你可以在前處理時單獨為每層建立一個set集,然後後處理就可以單獨查看每個set的結果。
也可以在後處理的時候直接用選擇框來選出你要顯示的單元。

⑷ 如何計算瀝青路面厚度

新建路面結構厚度計算
公 路 等 級 : 一級公路
新建路面的層數 : 5
標 准 軸 載 : BZZ-100
路面設計彎沉值 : 24.9 (0.01mm)
路面設計層層位 : 4
設計層最小厚度 : 150 (mm)
層位 結 構 層 材 料 名 稱 厚度 20℃平均抗壓 標准差 15℃平均抗壓 標准差 容許應力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 細粒式瀝青混凝土 40 1400 0 2000 0 .47 2
中粒式瀝青混凝土 60 1200 0 1800 0 .34 3
粗粒式瀝青混凝土 80 1000 0 1200 0 .27 4
水泥穩定碎石 ? 1500 0 3600 0 . 25 5
石灰土 250 550 0 1500 0 .1 6 新建路基 36 按設計彎沉值計算設計層厚度 : LD= 24.9 (0.01mm) H( 4 )= 200 mm LS= 26.3 (0.01mm) H( 4 )= 250 mm LS= 23.4 (0.01mm) H( 4 )= 224 mm(僅考慮彎沉) 按容許拉應力計算設計層厚度 : H( 4 )= 224 mm(第 1 層底面拉應力計算滿足要求) H( 4 )= 224 mm(第 2 層底面拉應力計算滿足要求) H( 4 )= 224 mm(第 3 層底面拉應力計算滿足要求) H( 4 )= 224 mm(第 4 層底面拉應力計算滿足要求) H( 4 )= 274 mm σ( 5 )= .101 MPa H( 4 )= 324 mm σ( 5 )= .087 MPa

H( 4 )= 277 mm(第 5 層底面拉應力計算滿足要求) 路面設計層厚度 : H( 4 )= 224 mm(僅考慮彎沉) H( 4 )= 277 mm(同時考慮彎沉和拉應力) 驗算路面防凍厚度 : 路面最小防凍厚度 500 mm 驗算結果表明 ,路面總厚度滿足防凍要求 . 通過對設計層厚度取整, 最後得到路面結構設計結果如下:
細粒式瀝青混凝土 40 mm
中粒式瀝青混凝土 60 mm
粗粒式瀝青混凝土 80 mm
水泥穩定碎石 280 mm
石灰土 250 mm

⑸ 路面設計中哪些要進行層底拉應力驗算

將各種不同類型的軸載換算成標准軸載的過程;瀝青路面和水泥砼路面設計規范均採用BZZ-100作為標准軸載。
瀝青路面軸載換算:
a、計算設計彎沉與瀝青層底拉應力驗算時,根據彎沉等效原則;
b、驗算半剛性基層和底基層拉應力時,根據拉應力等效的原則。
水泥砼路面軸載換算:根據等效疲勞斷裂原則。

⑹ 急急!!有限元軟體ABAQUS能計算層低拉應變嗎

可以算。abaqus只是採用有限元的方法模擬得到的層底拉應變,另外還可以採用彈性層狀體系理論通過解析解求解計算。
你計算的拉應變值太大了吧,感覺不對。

⑺ 怎樣計算瀝青路面的層底拉應力

根據瀝青混合料的類型、厚度、模量、溫度、荷載等參數進行計算,具體計算過程最好是用軟體,目前用的比較多的是東南大學的兩位教授開發的HPDS系列(現在最新的是HPDS2006)

⑻ 求解答已知路面結構為4cmac 6cmac 8cmac抗壓模量分別為1800mpa

7.2 路面結構設計
7.2.1 路面結構設計步驟
新建瀝青路面按以下步驟進行路面結構設計:
(1) 根據設計任務書和路面等級及面層類型,計算設計年限內一個車道的累計當量軸次和設計彎沉值.
(2) 按路基土類型和干濕狀態,將路基劃分為幾個路段,確定路段回彈模量值.
(3) 根據已有經驗和規范推薦的路面結構,擬定幾中可能的路面結構組合及厚度方案,根據選用的材料進行配合比實驗及測定結構層材料的抗壓回彈模量、抗拉強度,確定各結構層材料設計參數.
(4) 根據設計彎沉值計算路面厚度.對二級公路瀝青混凝土面層和半剛性基層材料的基層、底基層,應驗算拉應力是否滿足容許拉應力的要求.如不滿足要求,或調整路面結構層厚度,或變更路面結構層組合,或調整材料配合比,提高材料極限抗拉強度,再重新計算.
7.2.2 路面結構層計算
該路位於中原黃河沖積平原區,地質條件一般為a)第一層:沖積土;b)第二層:粘質土;c)第三層:岩石.平原區二級汽車專用瀝青混凝土公路,路面使用年限為12年,年預測平均增長率為6%.
(1)軸載分析
本設計的累計當量軸次的計算以雙輪組單軸載100kN為標准軸載,以BZZ-100表示.標准軸載的計算參數按表7-1確定.
表7-1 標准軸載計算參數
標 准 軸 載 BZZ-100 標 准 軸 載 BZZ-100
標准軸載P(kN) 100 單輪傳壓面當量圓直徑d(cm) 21.30
輪胎接地壓力p(MPa) 0.70 兩輪中心距(cm) 1.5d
表7-2 起始年交通量表
車型 小汽車 解放CA15 東風EQ140 黃河JN162
數量
(輛/d) 1500 800 600 200
1)以設計彎沉為指標及驗算瀝青層層底拉應力
① 軸載換算
各級軸載換算採用如下計算公式:
(7-1)
式中:N1—標准軸載的當量軸次,次/日;
ni—被換算車輛的各級軸載作用次數,次/日;
P—標准軸載,kN;
Pi—被換算車輛的各級軸載,kN;
k—被換算車輛類型;
C1—軸數系數,C1=1+1.2(m-1),m是軸數.當軸間距大於3m時,按單獨的一個軸載計算,當軸間距小於3m時,應考慮軸系數;
C2—輪組系數,單輪組為6.4,雙輪組為1.0,四輪組為0.38.
計算結果如下表7-3所示.

表7-3 軸載換算結果表(彎沉)
車 型 Pi
(KN) Ci C2 ni
解放CA15 前軸 20.97 1 1 800 —
後軸 70.38 1 1 800 173.58
東風EQ140 前軸 23.70 1 1 600 —
後軸 69.20 1 1 600 120.95
黃河JN162 後軸 59.50 1 1 200 20.90
後軸 115.00 1 1 200 367.34

682.77
註:軸載小於25kN的軸載作用不計.
② 累計當量軸次為:
(7-2)
式中:Ne—累計當量軸次;
η—車道系數,規范規定二級公路η值為0.60~0.70,取0.60;
t—路面使用年限,二級公路取12年;
—年預測平均增長率,二級路取6%;
N1—標准軸載的當量軸次,次/日.
2)驗算半剛性基層層底拉應力中的累計當量軸次
① 軸載換算
驗算半剛性基層層底拉應力的軸載換算公式為:
N1'=∑C1'*C2'*ni(pi/p)8 (7-3)
計算結果如表7-4所示.
表7-4 軸載換算結果表(半剛性基層層底拉應力)
車 型 Pi(kN) C1' C2' ni(次/日) C1'*C2'*ni(pi/p)8
(次/日)
解放CA15 後軸 70.38 1 1 800 48.16
東風EQ140 後軸 69.20 1 1 600 31.55
黃河JN162 前軸 59.50 1 18.5 200 3.14
後軸 115.50 1 1 200 611.80
N1'=∑C1'*C2'*ni(pi/p)8 694.65

註:軸載小於50kN的軸載作用不計.
② 累計當量軸次
參數值同上,累計當量軸次Ne'為:

(7-4)
(2)路面結構組合材料選取
經計算路面設計使用年限內一個車道上累計標准軸次為250萬次左右,根據規范推薦結構,並考慮到當地材料供用條件,決定面層採用瀝青混凝土路面(6cm),基層採用水泥混凝土穩定基層(水泥碎石15cm),底基層採用石灰穩定土(厚度待定).
(3)各層材料的抗壓模量與劈裂強度的選定
查鄧學均主編的《路基路面工程》表14-13、14-14,得到各層材料的抗壓模量和劈裂強度.路面設計彎沉值計算路面結構厚度時,取20℃的抗壓模量,中粒式密級配瀝青混凝土E1=1400Mpa,驗算層底彎拉應力時,取15℃的抗壓模量,中粒式瀝青混凝土E1=1800 Mpa.水泥穩定碎石E2=1300 Mpa;石灰穩定土E3=600 Mpa.各層材料劈裂強度:中粒式瀝青混凝土=1.2 Mpa;水泥穩定碎石=0.5 Mpa;石灰穩定土=0.35 MPa.
(4)土基回彈模量的確定
該路段處於Ⅳ2區,為粘質土,稠度0.9,查鄧學均主編的《路基路面工程》表14-9得土基回彈模量E0=23.0Mpa.
(5)設計指標的確定
① 設計彎沉值
(7-5)
式中:—路面設計彎沉值(0.01mm);
Ac—公路等級系數,二級公路為1.1;
As—面層類型系數,瀝青混凝土面層為1.0;
Ab—基層類型系數,對半剛性基層、底基層總厚度等於或大於
20cm時,Ab =1.0;
所以:=6002522505-0.21.11.01.0=34.61(0.01mm)
② 各層材料容許層底拉應力
(7-6)
式中:—路面結構層材料的容許拉應力,MPa;
—結構層材料的極限抗拉強度,MPa,由實驗確定.我國公路瀝青路面設計規范採用極限劈裂強度;
—抗拉強度結構系數.
瀝青混凝土面層:
=2.10
=1.2/2.10=0.57MPa
水泥穩定碎石:
=1.61
=0.5/1.61=0.31MPa
石灰土:
=2.07
=0.35/2.07=0.17 MPa
式中:Aa—瀝青混合料級配系數;細、中粒式瀝青混凝土為1.0,粗粒式瀝青混凝土為1.1;
Ac—公路等級系數,二級公路取1.1.
(6)設計資料總結
經計算路面設計彎沉值為34.61(0.01mm),相關設計資料匯總如表7-5.
表7-5 設計資料匯總表
材料名稱 h(cm) 20℃抗壓摸量(MPa) 容許拉應力(MPa)
瀝青混凝土(E1) 6 1400 0.57
水泥穩定碎石(E2) 15 1300 0.31
石灰土(E3) ? 600 0.17
(7)確定石灰土層厚度
① 計算容許彎沉值
cm (7-7)
式中:—容許回彈彎沉值,cm;
Ne—累計當量軸載作用次數;
B—回歸系數,取1.1;
β—隨N改變的變化率.
② 計算彎沉綜合修正系數F
=0.627 (7-8)
式中:F—彎沉綜合修正系數;
—路面實測彎沉值,在計算路面厚度時,可用容許彎沉值;
、—標准車型的輪胎接地壓強(MPa)和當量圓半徑(cm),
通常 取0.7MPa,取10.65cm;
E0—土基回彈模量.
③ 計算理論彎沉系數
=9.43 (7-9)
用三層體系為計算體系,將四層體系按照彎沉等效的原則換算為三層體系.換算圖式如圖7-1所示.

圖7-1 多層體系換算示意圖
由已知參數求得:
;;;
查鄧學均主編的《路基路面工程》P360頁圖14-14三層體系表面彎沉系數諾謨圖,可得=5.80,K1=1.87.
由公式 (7-10)
得: =0.87
由K2=0.87,查諾謨圖得:
則 H=3.3×10.65==35.15cm;
④ 計算石灰土底基層厚度h3
根據公式 27.80 cm (7-11)
取最小厚度h3=28.0 cm.
由於本路段屬於Ⅳ2區,常年無凍土出現,因此不必進行防凍驗算.
(8)各層底彎拉應力的驗算
先把四層體系換算成當量三層體系,此時第一層用15℃抗壓模量,其餘各層抗壓模量不變,換算成當量層三層體系如圖7-2所示.

圖7-2 體系換算示意圖
① 確定允許彎拉應力
查表知瀝青混凝土和石灰土的抗彎拉強度分別為:
MPa,MPa;
瀝青混凝土和石灰土的抗拉強度結構系數分別為:
(7-12)
(7-13)
其容許彎拉應力分別為:
MPa (7-14)
MPa (7-15)
② 驗算彎拉應力
瀝青混凝土層和水泥穩定碎石的計算回彈模量分為E1=1800MPa,E2=1300MPa,石灰土為E3=600 MPa.
a)結構上層等效換算:cm
換算公式為:
cm (7-16)
又 ,=0.72,換算後的三層體系其上層及中
下層間均是連續接觸,查諾謨圖知為負值,故為負值.
(7-17)
(7-18)
即面層設計滿足要求.
b)驗算石灰土層的彎拉應力
= 21.5cm (7-19)
由,=2.63,查諾謨圖可得;
又,查諾謨圖可得=1.04;以及,查諾謨圖可得.
MPa (7-20)
可見,設計滿足要求.故h3=28cm也滿足要求.
綜上所述,路面結構各層厚度分別取h1=6cm,h2=15cm,h3=28cm.經過上述的設計,計算及驗算,最終擬定路面結構圖如圖7-3所示.

圖7-3 路面結構示意圖

⑼ 市政道路基層用料如何計算

你的基層設計是什麼東東呢?計算方法就是(道路設計寬度+2B)×道路長度,計算出方量後按照基層採用的材料的壓實密度兩者相乘就是你的用量(噸)。

⑽ 路面2%的坡度是怎麼樣算出來

百分比法

表示坡度最為常用的方法,即兩點的高程差與其水平距離的百分比,其計算公式如下:坡度 = (高程差/水平距離)x100%

使用百分比表示時,即:i=h/l×100%

例如:坡度3% 是指水平距離每100米,垂直方向上升(下降)3米 ;1%是指水平距離每100米,垂直方向上升(下降)1米 。依次類推.

度數法:用度數來表示坡度,利用反三角函數計算而得,其公式如下:

tanα(坡度)= 高程差/水平距離

所以α(坡度)=arc tan (高程差/水平距離)

(10)層底拉應力的簡便計算方法擴展閱讀:

坡度是地表單元陡緩的程度,通常把坡面的垂直高度和路程的比值稱為坡度。全國分省坡度分級數據產品是指全國各省按坡度級別劃分的坡度空間分布產品,它是地理國情監測雲平台推出的土地資源類系列數據產品之一。

路面是指用各種築路材料鋪築在道路路基上直接承受車輛荷載的層狀構造物。質量良好的路面應有足夠的強度和良好的穩定性,其表面應達到平整、密實和抗滑的要求。路面結構由面層、基層與墊層組成。

路面是公路的重要組成部分。路面的好壞直接影響行車速度、運輸成本、行車安全和舒適性。相同等級公路的瀝青路面同砂石路面相比,行車速度一般可以提高80%~200%,燃料消耗降低15%~20%,輪胎行駛里程增加20%,運輸成本下降18%~20%。

同一類型的路面,因施工和養護質量的優劣,也會使運輸效率與成本以及服務質量產生很大的差異。路面結構的費用在公路造價中所佔比重很大,一般都要達到30%左右。所以,修好路面對發揮整個公路的運輸經濟效益具有十分重要的意義。

根據路面的使用品質、材料組成類型以及結構強度和穩定性的不同,可將路面分成高級、次高級、中級、低級四個等級。

(1)高級面層其面層材料類型為水泥混凝土、瀝青混凝土、廠拌瀝青碎石及整齊塊石,所適用的公路等級為高速、一級及二級公路。

(2)次高級面層其面層材料類型為瀝青貫入碎石、路拌瀝青碎石、瀝青表面處治及半整齊塊石,所適用的公路等級為高速、一級及二級公路。

(3)中級面層其面層材料類型為泥結或級配碎(礫)石、水結碎石、不整齊塊石及其他粒料,所適用的公路等級為高速、一級及二級公路。

(4)低級面層其面層材料類型為各種粒料或當地材料改善土,如爐渣土、礫石土和砂礫石土等,所適用的公路等級為高速、一級及二級公路。

按路面力學特性分

(1)柔性路面。主要包括用除水泥混凝土外的基層材料、各類瀝青面層、碎(礫)石面層或塊石面層所組成的路面結構。柔性路面剛度小,形變模量較小,在荷載作用下產生的垂直變形(即彎沉)較大,路面結構本身抗彎拉強度較低。車輛荷載通過各結構層向下傳遞到土基,使土基受到較大的單位壓力,因而土基的強度和穩定性對路面結構整體強度有較大的影響。

(2)剛性路面。主要指用水泥混凝土作面層的路面結構。剛性路面的主要特點包括:面板的彈性模量及力學強度大大高於基層和地基的相應模量和強度。抗彎拉強度遠小於抗壓強度,約為其1/7~1/6。斷裂時的相對拉伸變形很小。

(3)半剛性路面。半剛性路面是指用石灰、水泥或其他工業廢渣作結合料的穩定土或穩定粒料作基層的路面結構。這類基層完工初期具有柔軟的工作特性,但是隨著時間的延長,其強度逐步提高,板體性增加,剛度增大,所以稱為半剛性基層。

其設計理論及方法是採用雙圓均布與水平垂直荷載作用下的多層彈性連續理論,以設計彎沉值為整體路面剛度的設計指標。對半剛性材料的基層,底基層進行層底拉應力計算。半剛性基層可以使用當地材料,成型工藝也相對比較簡單,由於半剛性基層的一系列良好的性能,成為我國高級道路的主要類型之一。

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