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题名双层含孔隙混凝土道路力学性能及仿真计算效率
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作者
潘敏
刘兵飞
王鑫龙
阳生有
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机构
中国民航大学交通科学与工程学院
中国民航大学航空工程学院
山东大学土建与水利学院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第21期9061-9070,共10页
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基金
国家重点研发计划(2023YFA1008904)
2023年度黄河流域协同科技创新项目(YDZX2023025)。
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文摘
为探索孔隙缺陷对混凝土道路力学性能的影响,并寻求等效模型代替含孔隙混凝土道路以降低计算时间成本。基于细观力学方法计算含孔隙混凝土的有效弹性模量和泊松比、有效导热系数和热膨胀系数等力学性质参数,建立三维双层含随机分布、互不干涉且大小不一球体孔隙的混凝土道路及其等效模型,研究了集中力、车辆静荷载、温度-车辆静荷载耦合3种工况下含孔隙混凝土道路与其等效模型的力学性能,对比各模型的仿真模拟计算时间。结果表明,温度-车辆静荷载作用下,孔隙率增大对含孔隙混凝土道路在同一深度、不同时刻的温度和位移基本无影响,且同一孔隙率,距路面越远,温度峰值随时间而向后推移;孔隙率在8%以内,实际多孔模型在集中力或车辆静荷载作用下可用Eshelby等效模型、Mori-Tanaka等效模型或Self-Consistent等效模型代替,在温度-车辆静荷载作用下可用等效模型2代替;计算机算力一定时,孔隙率不变,实际多孔模型的仿真模拟用时远超其等效模型,使用等效模型进行研究可极大地缩短计算时间,计算效率最大可提高约99.8%。
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关键词
含孔隙混凝土道路
力学性能
等效模型
有限元建模
仿真计算效率
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Keywords
porous concrete road
mechanical properties
equivalent model
finite element modeling
simulation computational efficiency
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分类号
TU528
[建筑科学—建筑技术科学]
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