機場複合道面結構行為理論及其套用研究

《機場複合道面結構行為理論及其套用研究》是依託同濟大學，由凌建明擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：機場複合道面結構行為理論及其套用研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：凌建明
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

機場複合道面兼具優秀的承載能力和功能性能，是跑道加鋪的主流形式，也是長壽命道面的研發方向。傳統“經驗法”難以控制複合道面的多種損壞，無法適應大型飛機的多輪動態、高胎壓、大水平力荷載作用，“力學—經驗”設計法正成為研究熱點和發展趨勢，其核心是複合道面結構行為及其相關理論。本項目面向機場複合道面，研究包括微觀損傷、中/小尺度變形與開裂、足尺結構回響的多尺度試驗方法；考慮複合道面幾何、材料和接觸非線性以及大型飛機多輪動態荷載與溫度的耦合作用，構建複合道面三維有限元精細模型，並實證校驗；實施多尺度試驗和精細化仿真，揭示飛機荷載與溫度耦合作用下複合道面的空間結構回響規律，分析建立其結構行為的即時表達模型和演變方程；以此為基礎，研究道面損傷非線性分時疊加原理，提出複合道面結構多指標“力學—經驗”設計方法。從而解決複合道面結構行為模擬、解析、表達和預估等科學問題，並為大規模機場複合道面建設提供技術支持。

結題摘要

機場複合道面兼具優秀的承載能力和功能性能，是剛性跑道加鋪改造的主流形式。為解決“經驗法”存在的不足，推進複合道面“力學-經驗法”的發展，急需研究複合道面結構行為及其相關理論。為此，本課題修建了複合道面足尺試驗場，在國內首次開展了複合道面足尺加速載入試驗，結合成都雙流機場現場試驗段，實測了複合道面在不同溫度、不同層間粘結強度以及不同荷載級位下的結構回響，並揭示了複合道面的輪轍起因和發展規律。隨後，基於足尺試驗的實測數據建立和驗證了複合道面三維有限元精細化模型，分析了飛機勻速滑行、減速制動、轉彎、降落著陸等多運動狀態下典型複合道面的結構空間回響規律。研製了複合道面反射裂縫試驗儀，建立並驗證了一套全新的反射裂縫試驗方法。系統總結了複合道面的損壞模式，基於現場和數值仿真計算結果，建立了複合道面結構行為的即時表達模型，構建或標定了複合道面結構行為的演變方程。在此基礎上，提出了複合道面結構設計多指標體系的指導原則，確定了複合道面“力學-經驗法”的指標體系。最後，提出了複合道面結構損傷非線性分時疊加原理，建立了機場複合道面“力學-經驗法”的設計流程。