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沥青混凝土路面低温开裂破坏的非线性渗流机制

李亮  
【摘要】: 渗流模型是处理相变与临界现象的有力工具,在本质上属于概率论的一个分支。沥青混凝土路面的开裂破坏是由于无数条微裂缝之间相互作用导致的,其微裂缝无限连通的过程在数学上属于渗流问题。本文将渗流模型理论应用于沥青混凝土路面破坏过程的描述,通过选择合适的渗流模型,用重整化群方法求出渗流阈值,用以确定沥青混凝土路面开裂破坏的临界条件。研究表明,沥青混凝土在低温荷载作用下,裂缝的生成和扩展具有比较明显的非线性渗流特征。因此,借助渗流理论和渗流阈值对其进行研究具有一定的理论价值。 论文首先从沥青混凝土裂缝生成和扩展的机理研究入手,采用气动温控伺服试验机对沥青混凝土和纤维沥青混凝土进行了间接拉伸疲劳试验,详细观测沥青混凝土内部裂纹起裂、扩展、汇聚直至最终破坏的演变过程,获得了不同工况下沥青混凝土的裂缝扩展状态和细观结构变化的断裂全过程照片,运用计算机图像处理技术提取出裂缝。其次,对于获得的裂缝图像进行了分析,采用渗流理论来描述沥青混凝土裂缝的形成及其分布,建立渗流阈值与荷载应力、温度之间的关系,同时,用渗流阈值对纤维沥青混凝土裂缝发展做定量的分析,从而得出纤维沥青混凝土的改性机理。最后结合上述物理实验的数据,选择Visual Basic6.0为开发工具,开发了沥青混凝土低温开裂渗流模型的计算机模拟软件。 本文得到了国家自然基金项目“沥青混凝土路面低温开裂破坏的非线性渗流机制”(项目编号:50778186)的资助。


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