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不同受力模式下沥青混合料变形与破坏特征研究

作　者: 李帅
导　师: 郑健龙；钱国平
学　校: 长沙理工大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 沥青混合料加载频率动态模量蠕变强度结构组成 PFC3D
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

沥青混合料作为一种粘弹性材料,在外界环境和交通荷载的作用下,会产生变形,导致沥青路面结构内部将出现损伤;随着荷载作用次数的增加,变形将不断积累,损伤将不断演化,路面结构与材料抵抗变形的能力亦将发生衰变,即使在相同的荷载作用下,沥青路面结构的力学响应场也会发生很大变化。然而不同的试验方法和不同的加载速率下测定的沥青混合料劲度模量和强度值不同,而模量和强度取值不同,又会极大地影响路面结构层的应力、应变和位移计算结果,从而严重影响沥青路面设计。因此,针对不同受力模式下沥青混合料的变形特性和破坏特征进行系统研究,有效认识沥青路面材料在荷载不同作用方式下的破坏原因,为建立沥青混合料破坏准则奠定基础,为建立沥青混合料的强度理论提供依据,具有重要的理论意义和工程应用价值。沥青混合料动态模量随荷载水平的变化而为变化,通过施加不同荷载得到每种试验方式下动态模量随应力水平的变化,直接拉伸试验、抗压试验、劈裂试验和弯拉试验分别在0.37MPa、0.38MPa、0.14MPa和0.88MPa下取得最大动态模量。最后对不同受力模式下的动态模量的主曲线进行了研究。通过静态蠕变试验来研究路面材料在恒应力下的变形情况,首先推导并建立了三种蠕变损伤方程,并利用损伤模型对Burgers模型进行了修正,结果证明修正Burgers模型可以较好的表征蠕变变形过程。通过不同加载速率下的强度来研究沥青混合料破坏特征。通过试验得到了强度随加载速率的变化规律,并发现沥青混合料强度不同试验条件下得到的强度值以及试件的断面形态不一样。本文进行沥青混合料抗压试验模拟,通过数值模拟结果可知,沥青混合料的强度随加载速率的增大先快速增大,随后逐级平稳,呈幂指数形式,与室内试验结果一致;空隙率随加载速率的增大先减小后增大。

不同受力模式下沥青混合料变形与破坏特征研究

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