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水泥沥青复合胶浆疲劳损伤特性与蠕变行为研究
| 论文题名： | 水泥沥青复合胶浆疲劳损伤特性与蠕变行为研究 |
| 关键词： | 水泥沥青复合胶浆;疲劳损伤;力学性能;本构方程;蠕变行为;高速铁路;演化模型 |
| 摘要： | 水泥沥青复合胶浆是由水泥、沥青、水及多种外加剂胶结硬化形成的新型有机无机复合胶结材料。主要用于高速铁路板式无碴轨道水泥沥青复合砂浆（CA砂浆）的胶结材料，同时也可用于公路半柔性基层及道路养护材料使用。水泥沥青复合胶浆的疲劳损伤及蠕变等粘弹性力学行为对材料的服役性能具有重要的影响。主要针对水泥沥青复合胶浆的疲劳损伤及蠕变行为开展研究。 基于连续损伤力学的基本原理，确定了水泥沥青复合胶浆的疲劳损伤变量及其损伤演化方程，确定了疲劳及蠕变试验方案。采用复数模量和累计耗散能定义损伤变量，采用非线性疲劳损伤演化模型及基于能量耗散率泛函推导的损伤演化模型，描述水泥沥青复合胶浆的疲劳损伤演化过程。采用动态流变剪切仪进行疲劳试验及蠕变试验，提出了基于初始疲劳损伤度的蠕变试验方法。 基于疲劳理论及动态粘弹性基本原理，分析了水泥沥青复合胶浆的疲劳特性及动态粘弹性力学参数的变化规律。建立了水泥沥青复合胶浆的疲劳方程，分析了材料配比、温度等因素对复合胶浆疲劳特性的影响规律。研究了复数模量、相位角、耗散能、累积耗散能、累积耗能比等动态力学性能参数的变化规律及其影响因素。 基于复数模量及累积耗散能定义的损伤变量，结合损伤演化方程，研究了水泥沥青复合胶浆的疲劳损伤演化过程。分析了复数模量疲劳损伤度及累积耗散能疲劳损伤度随加载次数的变化规律。分别采用非线性疲劳损伤演化模型及基于能量耗散率泛函推导的损伤演化模型对损伤变量演化曲线进行了拟合分析，研究了温度、材料配比等因素对损伤特性及损伤演化规律的影响。 基于粘弹性理论，建立了描述水泥沥青复合胶浆蠕变及蠕变损伤的力学模型，分析了初始疲劳损伤对复合胶浆蠕变特性的影响。采用分数导数阶Burgers模型，结合Hoff韧性蠕变断裂损伤因子，建立了考虑蠕变损伤的蠕变柔量方程。分析了复合胶浆蠕变及蠕变损伤的演化过程，研究了初始疲劳损伤及材料配比等因素对复合胶浆蠕变行为的影响规律。 |
| 作者： | 贺梦龙 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 李云良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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