基于隨機場理論的水泥混凝土路面結構可靠性分析.pdf

1、在我國，水泥路面結構是十分重要的路面結構形式之一，無論是在高等級公路中還是在低等級公路中都有十分廣泛的應用。評價水泥路面質(zhì)量的一個十分重要的指標是路面結構的可靠度，這也是水泥路面結構研究的一個重要內(nèi)容。水泥路面結構的尺寸、材料性能和作用荷載均具有不確定性，如何更加準確的描述上述隨機因素、選擇適合的可靠性分析方法以及分析隨機因素對結構可靠性的影響是本文研究的主要內(nèi)容。
　　(1)首先分析影響水泥路面結構可靠性的隨機因素，主要有累計標

2、準軸載作用次數(shù)、軸載、混凝土彎拉強度、溫度梯度、各結構層材料的模量、混凝土板厚度。根據(jù)上述因素的特點，將面層、基層和土基模量模擬為二維隨機場，其他因素模擬為隨機變量。根據(jù)局部平局法將模量隨機場離散為隨機變量，計算了協(xié)方差矩陣與相關系數(shù)矩陣。
　　(2)然后基于Ansys軟件，建立水泥路面結構有限元模型，同時驗證了模型的正確性。將上述隨機變量作為輸入變量，分布形式均采用截斷的正態(tài)分布，根據(jù)Ansys/PDS模塊提供的蒙特卡羅法，計算

3、了混凝土板疲勞斷裂和極限斷裂兩種極限狀態(tài)情況下的結構失效概率，分析了對結構可靠性影響較大的隨機因素，主要有混凝土板厚度、軸載、混凝土彎拉強度和面層模量。并對比分析了模量的隨機場模型和隨機變量模型對結構失效概率的影響，結果表明模量隨機變量模型計算的失效概率要大于模量隨機場模型計算的失效概率。
　　(3)最后分析了軸載、材料模量、混凝土板厚度、面層與基層的接觸條件和溫度梯度與車輛荷載綜合作用對路面結構可靠性的影響。結果表明，板厚均值、