基于CT实时观测的沥青混合料裂纹扩展行为研究
【摘要】:沥青路面常见病害多而复杂,经过长期的实践、探索和研究,并随着施工技术机械化程度的提高,沥青路面早期损害现象有所改善,但沥青路面开裂这一病害仍未能根除。沥青路面的开裂破坏无不与沥青混合料的断裂性能息息相关。沥青混合料的抗裂性能显著影响着沥青路面的寿命、维修和养护成本。
解决路面开裂问题的关键是:要对沥青混合料的内部的破裂过程进行研究,分析其在荷载作用下裂纹的萌生、传播,揭示其扩展机理,分析各设计要素对其寿命的影响。这对于对提高沥青路面结构抗裂性能,优选沥青混合料,改进现有的路面设计方法都是具有十分重要的意义。
然而限于试验手段和研究方法的局限,目前仍然无法实时观测到沥青混合料内部裂纹演化过程,对其断裂破坏机理和裂纹扩展行为仍不清楚。基于此,本文利用SIEMENS SOMATOM plus型X射线螺旋CT机和多功能试验装置,以AC20、SMA16、ATB25混合料为试验研究对象,在单轴应力状态下,进行了沥青混合料压缩破坏全过程的应力应变特性和裂纹演化实时CT动态观测,这将为剖析混合料裂纹演化行为、断裂破坏物理机制,提供重要的理论基础。
本文主要进行了以下一些研究工作并取得了有益的结论:
(1)在现有文献和研究成果的基础上,对沥青路面开裂破坏的机理进行了分析。认为沥青混合料的应力应变特性与其内部裂纹的发展过程有着密切联系。通过比较分析认为,沥青混合料裂纹扩展行为的研究应该从细观层次来开展是较合适的,这也为从CT细观尺度来研究混合料中裂纹扩展行为打下了基础。
(2)进行了混合料压缩破坏过程的CT图像和CT数分析。压缩过程试件密度变化最直接的体现就是CT数的变化,通过CT图像,可以清晰地观察到试件内部裂纹的扩展情况,并可由此判断其破坏模式及应变特性。空隙在损伤演化中的作用和影响比较显著,对试件的变形起着控制作用。加载速度影响着混合料内部裂纹的扩展速率和发育程度。加载速率快,试件初期压密程度高,加载速率慢,裂纹发育充分。温度显著影响混合料的极限强度和裂纹扩展行为,在低温条件下,试件裂纹发育缓慢,分叉和次生裂纹现象较少,只是在紧接极限强度阶段才有明显的裂纹扩展,体现了混合料的低温脆性性质。试件破坏时截面全区贯通裂纹数量相对较少。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:U414.75
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1 |
蒲毅彬,吴紫汪,马巍,常小晓,廖全荣;冻土CT实验的数学方程[J];冰川冻土;1995年S1期 |
2 |
丁卫华,仵彦卿,蒲毅彬,廖全荣;CT技术应用于岩石实验动态观测的新进展[J];冰川冻土;2000年03期 |
3 |
郑健龙;张起森;;半刚性基层沥青路面表面裂缝的热效应分析[J];长沙交通学院学报;1992年02期 |
4 |
唐雪松,蒋持平,郑健龙;弹性损伤材料的应力-应变关系与损伤演化方程[J];长沙交通学院学报;1999年04期 |
5 |
蒲毅彬,吴紫旺,常小晓,廖全荣;CT在岩土实验中的数值分析[J];CT理论与应用研究;1994年03期 |
6 |
雷兴林,马瑾,楠濑勤一郎,西泽修,佐藤隆司;三轴压缩下粗晶花岗闪长岩声发射三维分布及其分形特征[J];地震地质;1991年02期 |
7 |
尚岩,杜成斌;基于细观损伤的混凝土力学性能数值模拟研究进展[J];水利与建筑工程学报;2004年01期 |
8 |
谢涛,邱延峻,蒋泽中;疲劳载荷下路面的统计损伤和失效研究[J];辽宁工程技术大学学报;2004年03期 |
9 |
仵彦卿,丁卫华;单轴条件下砂岩三维破裂过程的CT观测[J];工程地质学报;2002年01期 |
10 |
王燕重;浅析超载运输对公路的破坏[J];公路;2000年11期 |
|
|
|
|
|
1 |
董瑞琨,孙立军,彭勇,张永兴;基于沥青路面功能性能的预防性养护时机指标[J];地下空间与工程学报;2005年02期 |
2 |
丁卫华,仵彦卿,蒲毅彬,廖全荣;CT技术应用于岩石实验动态观测的新进展[J];冰川冻土;2000年03期 |
3 |
田勇,张伟斌,郝莹,李敬民,温茂萍;炸药热冲击损伤破坏及超声波特性参量检测[J];火炸药学报;2000年04期 |
4 |
田勇,罗顺火,张伟斌,温茂萍,李敬明,郝莹;JOB-9003炸药“激热”冲击损伤破坏及超声特征[J];火炸药学报;2002年03期 |
5 |
王亲会;DNTF基熔铸炸药的性能研究[J];火炸药学报;2003年03期 |
6 |
王亲会,张亦安,金大勇;DNTF炸药的能量及可熔铸性[J];火炸药学报;2004年04期 |
7 |
王淑萍;;分步压装装药的安全性分析[J];火炸药学报;2006年02期 |
8 |
刘钧;李树奇;;TNT中杂质对装药质量的影响[J];火炸药学报;2006年03期 |
9 |
陆明;周新利;;RDX的TNT包覆钝感研究[J];火炸药学报;2006年06期 |
10 |
王昕;;美国不敏感混合炸药的发展现状[J];火炸药学报;2007年02期 |
|
|
|
|
|
1 |
郭朋林;朱兴虎;;新型铸装炸药生产工艺[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年 |
|
|
|
|
|
1 |
黄志鹏,朱可善,郭映忠;重庆砂岩三点弯曲断裂及声发射试验研究[J];地下空间;1998年01期 |
2 |
刘东燕,朱可善,胡本雄;含裂隙岩石受压破坏的声发射特性研究[J];地下空间;1998年04期 |
3 |
吴紫汪,蒲毅彬,马巍,常小晓;冻土蠕变过程体积变化的CT分析[J];冰川冻土;1995年S1期 |
4 |
丁卫华,仵彦卿,蒲毅彬,廖全荣;CT技术应用于岩石实验动态观测的新进展[J];冰川冻土;2000年03期 |
5 |
马巍,吴紫汪,蒲毅彬,常小晓;冻土三轴蠕变过程中结构变化的CT动态监测[J];冰川冻土;1997年01期 |
6 |
胡伏生,杜强,万力,田开铭;岩体渗透结构与矿坑涌水强度关系[J];长春科技大学学报;2000年02期 |
7 |
冷雪峰
,杨天鸿
,国怀专
,李连崇;单孔岩石水压致裂过程的数值模拟分析[J];世界有色金属;2002年10期 |
8 |
周志刚;平面界面裂纹尖端场的奇异性[J];长沙交通学院学报;1993年01期 |
9 |
彭述仁,张起森,李立超;含垂直界面有限裂纹层状介质的断裂分析[J];长沙交通学院学报;1997年02期 |
10 |
郑健龙,周志刚,应荣华;沥青路面温度应力数值分析[J];长沙交通学院学报;2001年01期 |
|