收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

沥青混合料剪胀力学行为分析及数值模拟研究

张建同  
【摘要】:剪胀为沥青混合料在剪切变形过程中产生的体积膨胀现象。认识沥青路面剪胀现象是解决车辙问题的重点,也是本文的出发点和重点阐述的科学问题。本文依托国家自然科学基金项目,采用三轴压缩试验、局部三轴压缩试验全面系统地研究沥青混合料的抗剪强度以及体积变形特征,分析沥青混合料剪胀机理及变形规律;采用X-ray CT技术和图像处理技术分析沥青混合料剪切破坏过程中细观结构的变化,研究沥青混合料剪胀机制。沥青混合料剪胀行为的发生使得混合料由连续介质变成不连续介质体。根据不连续介质力学理论和离散元方法,建立了考虑剪胀变形特性的黏弹塑性本构模型,并进行三轴剪切试验细观数值仿真分析,评价沥青混合料剪胀变形及发展趋势,实现了沥青混合料剪胀行为的细观描述与宏观性能的有机结合,为有效地分析和预测沥青路面车辙提供理论基础和技术手段。论文开展了如下内容:(1)通过剖析沥青混合料细观结构,分析颗粒与颗粒间互锁作用及颗粒与沥青胶浆的黏结作用方式,解释沥青混合料剪胀机理。(2)运用Reynolds剪胀理论、Drucker-Prager准则及细观组构理论,分析沥青混合料颗粒受荷平衡条件,并结合这几方面理论初步建立了沥青混合料剪胀模型。(3)采用UTM-25多功能材料系统及环状径向变形测试装置开展三轴等应变速率试验测量,并分析沥青混合料试件在不同试验温度及试验时间条件下的沥青混合料的轴向、径向、体积变形以及应力应变关系,分析沥青混合料剪胀行为特征及影响因素。(4)运用有限元方法设计了局部三轴压缩试验,并通过室内试验进行验证,建立了沥青混合料剪胀变形分析的局部三轴压缩试验方法及过程。(5)运用Reynolds剪胀理论以及stress-dilatancy理论,采用局部三轴试验,分析沥青混合料的剪胀行为,应力应变关系、泊松比以及剪胀梯度,以及沥青混合料剪胀变形规律。(6)采用X-ray CT技术进行断层扫描沥青混合料试件,通过环状OTSU图像处理方法、MATLAB软件及Image-ProPlus图像处理软件分析沥青混合料的细观结构并重构沥青混合料虚拟试件,分析沥青混合料空隙率分布情况并植入离散元数值模型。(7)利用X-ray CT断层扫描和图像处理技术,获得了沥青混合料试件在三轴试验前后的空隙率变化及试件的径向周长变化,分析了沥青混合料剪胀变形特性,并分析微裂纹从产生到扩展的细观行为以评价沥青混合料剪胀行为发生机制。(8)根据混合料筛分及沥青混合料X-ray CT断层扫描结果,研究多面体颗粒随机生成算法,通过离散元软件PFC3D建立了沥青混合料的空隙、沥青胶浆和粗集料三相。采用Burgers力学模型模拟沥青混合料的黏弹性特性,并通过蠕变试验与劈裂试验获取相关模型参数,同时进行宏细观参数关系转化以植入离散元模拟中。(9)对比分析离散元数值模拟与室内三轴压缩试验,结果显示数值模拟与室内试验结果具有很好的一致性,实现了宏细观描述沥青混合料裂纹及剪切带形成,解释了剪胀变形机制。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 延西利;沥清混合料的运动强化之实验特性[J];西安公路交通大学学报;1994年02期
2 张伟明;;国外道路建设用沥青新型混合料[J];企业科技与发展;2009年24期
3 沈本贤;赵明;刘馥英;朱三棣;倪根发;;粉煤灰取代石灰石矿粉拌制混合料研究——粉煤灰性质及其对沥青混合料性能的影响[J];石油沥青;1991年01期
4 李鹏;;低温环境下沥青混合料的施工工艺[J];工程机械与维修;2016年03期
5 沈宏辉;潘芳;;硬质沥青富油混合料的性能研究[J];山西建筑;2012年23期
6 章建平;;沥青混合料的技术特征探析[J];今日科苑;2008年04期
7 陈仕周;近期我国沥青及混合料改性技术研究的主要任务[J];石油沥青;1997年01期
8 郭鹏飞;焦海军;;改节能型温拌混合料在大中修工程低温施工中的应用[J];科技创新与应用;2014年26期
9 陈国金;;温拌SAM沥青混合料路面施工工艺[J];中华建设;2011年12期
10 张红春;;橡胶/塑料复合改性沥青及混合料的流变性能[J];筑路机械与施工机械化;2017年03期
11 吴佩瑜;郭青筠;;沥青混合料的三轴试验及其应用[J];同济大学学报;1979年06期
12 吴启元;;沥青路面施工中混合料的离析问题探讨[J];山西建筑;2012年31期
13 冯建亮;;旧沥青路面回收混合料的性状分析[J];建设机械技术与管理;2009年04期
14 张铁;;沥青混合料压实的温度控制[J];建筑机械;1990年04期
15 朱有伟;;SMA沥青混合料质量控制[J];科技致富向导;2011年09期
16 胡丽云;何娱;;沥青混凝土路面施工产生离析的原因分析及控制对策[J];科技信息;2011年13期
17 崔雷;杨锋;刘天栋;;聚酯纤维沥青混凝土中面层路用性能研究[J];吉林交通科技;2008年03期
18 贺月民;;沥青温拌剂混合料的施工[J];山西建筑;2012年24期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蔡宜洲;叶永;陈洪凯;;沥青砂混合料粘弹塑力学特性研究[A];第21届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2012年
2 俞文生;林涛;;阻燃温拌沥青混合料性能及其应用[A];第五届全国公路科技创新高层论坛论文集[上卷][C];2010年
3 张爱红;;浅论沥青面层的施工技术[A];2017年3月建筑科技与管理学术交流会论文集[C];2017年
4 赵青;;公路工程用纤维微表处混合料抗裂耐久性研究[A];第十七届中国科协年会——分8 交通基础设施安全及耐久性论坛论文集[C];2015年
5 赵艳;石名磊;;磷石膏混合料的再生[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
6 吴建昌;;热铺沥青混合料变异分析与控制[A];中国公路学会2002年学术交流论文集[C];2002年
7 丁武洋;吴旻;韩超;;复合增效混合料在路面车辙快速维修中的应用探讨[A];2014全国公路养护技术学术年会论文集路面卷[C];2015年
8 王翼;朱靓雯;孙立军;刘黎萍;;温度对温拌橡胶沥青混合料体积指标的影响[A];2012中国科协海峡两岸青年科学家学术活动月——首届两岸四地公路交通发展论坛论文集[C];2012年
9 吴春颖;李强;;高模量沥青混合料添加剂性能评价[A];第五届全国公路科技创新高层论坛论文集[上卷][C];2010年
10 焦宝祥;顾晓良;尹明干;张显;周启兆;蔡海军;;常温沥青混合料关键技术研究[A];中国硅酸盐学会水泥分会第六届学术年会论文摘要集[C];2016年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张建同;沥青混合料剪胀力学行为分析及数值模拟研究[D];东南大学;2015年
2 赵复笑;公路沥青混合料应力吸收层结构性能及其试验研究[D];东北大学;2013年
3 刘洪海;高性能沥青混合料材料特性与施工技术研究[D];武汉理工大学;2008年
4 陈晓龙;矿粉复合木质纤维的制备及其改性沥青与混合料研究[D];东北大学;2014年
5 杨朋;高模量沥青及其混合料特性研究[D];华南理工大学;2012年
6 刘建勋;温拌沥青混合料施工关键技术研究[D];长安大学;2010年
7 石立万;基于细观力学性能的功能型沥青混合料研究[D];华南理工大学;2014年
8 余地;冻融循环作用下玄武岩纤维沥青混合料性能衰变特性及机理研究[D];吉林大学;2019年
9 张萌谡;基于声发射参数的沥青混合料断裂特性表征方法研究[D];吉林大学;2019年
10 孙培;基于沥青混合料内部结构参数的路面表面特性研究[D];长安大学;2018年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱江;宽温域沥青混合料设计及性能研究[D];长安大学;2013年
2 王正韶;SMA沥青混合料离析控制研究[D];山东大学;2009年
3 魏翰超;基于强度理论的沥青混合料水稳定性评价指标的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 何桥敏;沥青混合料剪切疲劳性能试验研究[D];长沙理工大学;2009年
5 闵斌;基于图像处理的沥青混合料油石比识别方法研究[D];长沙理工大学;2014年
6 庞婵;硫磺沥青混合料路用性能研究[D];广西大学;2016年
7 车羽轮;解决桥头跳车道路病害的技术研究[D];吉林大学;2006年
8 谢泽华;沥青混合料高温稳定性三轴试验研究[D];长沙理工大学;2006年
9 吴志强;基于LKW-Ⅱ(油基)温拌剂的沥青混合料路用性能研究[D];昆明理工大学;2015年
10 郭飞;冷拌冷铺沥青混合料在荣昌县农村公路的应用研究[D];重庆交通大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 尹宏;自硬公司混合料分厂出口增长32%[N];中国有色金属报;2015年
2 ;全新九景 再续辉煌[N];江西日报;2009年
3 裴自勇 裴自力 姚静萍;黄河下游堤防道路工程治理刍议[N];黄河报;2009年
4 马素月;温拌挑战热拌胜算几何[N];中国交通报;2012年
5 吉林省大安市龙沼镇家技服务站综合组 薛玉华;鸡常用饲料的营养作用与科学配比[N];湖北科技报;2006年
6 首席记者 齐泽萍;我省温拌沥青混合料技术达国际先进水平[N];山西经济日报;2011年
7 雨文;壳牌在华启动沥青混合料业务[N];中国建材报;2008年
8 ;无痕施工 绿色低碳[N];中国交通报;2017年
9 李铮;环保沥青混合料扮靓长安街[N];科技日报;2009年
10 本报记者 袁岚;长安街大修工程采用温拌沥青混合料[N];中国建材报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978