原文传递
沥青混合料剪切数值模拟与虚拟试验研究
| 论文题名： | 沥青混合料剪切数值模拟与虚拟试验研究 |
| 关键词： | 沥青混合料;离散元方法;细观尺度;扭转试验;剪切性能;交通结构 |
| 摘要： | 随着我国交通结构的变化以及交通量、轴载、渠化交通的增加导致高速公路沥青路面产生车辙、推移、拥包、荷载型裂缝等新的病害，产生这些病害的主要原因是沥青路面面层的剪切性能不足。目前大量学者普遍认识到剪切破坏的严重性，并深入研究沥青混合料的剪切性能，然而其主要集中在室内宏观试验层面，这种方法不仅耗时耗力，而且很难从细观尺度对混合料破坏过程进行研究。因此，本文从细观尺度采用离散单元法对沥青混合料剪切性能试验进行分析，主要工作如下: 首先在前人基础上，改进了一种不规则集料生成算法，并生成了相应混合料数值模型;同时在此基础上，通过改变集料形状还生成了标准十四面体形状和球形集料颗粒的数值模型。另外，对于二维模型，则生成了不规则多边形集料颗粒的沥青混合料数值模型和正六边形以及圆形集料颗粒的数值模型，为后续研究奠定基础。 其次，分析了PFC中几种常见微观模型的特点，在此基础上结合沥青混合料内部不同相材料的特性选取了能够合理的反映其相互接触行为的微观模型;提出了密度区分原理，为参数的赋值提供了一种方法;此外，分析了宏微观参数间的关系。 再次，采用离散元三维软件建立了沥青混合料虚拟扭转试验方法，并进行了沥青混合料扭转试验数值模拟，最后根据室内沥青混合料扭转试验进行了验证，结果表明两者具有较高的一致性。 接着，为了直观的从细观角度分析沥青混合料剪切破坏特征，把沥青混合料恒高度简单剪切试验圆柱体模型简化成二维长方形模型，建立了相应方法并进行了二维的恒高度简单剪切数值模拟，同时分析了简单剪切过程中应力的变化以及裂缝的发展情况。 最后，根据沥青混合料扭转试验和恒高度简单剪切试验的数值模拟方法，研究了集料和空隙对沥青混合料剪切性能的影响，分析了抗剪强度与集料、空隙的关系，为揭示沥青混合料剪切破坏机理提供参考。 |
| 作者： | 杨友钢 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 谢军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
