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基于粘聚带模型和扩展有限元对砼及沥青路面的开裂研究
| 论文题名： | 基于粘聚带模型和扩展有限元对砼及沥青路面的开裂研究 |
| 关键词： | 路面开裂;粘聚带模型;裂缝扩展;水泥混凝土;沥青混凝土 |
| 摘要： | 水泥混凝土和沥青混凝土是人类生命活动中最常用的建筑材料之一，在施工及使用过程中不可避免出现各种形式的微裂纹和宏观裂纹，裂纹出现后降低了结构的承载能力，从而对构件及结构的安全产生不同程度的影响，所以对开裂机理，包括裂纹的起裂及扩展过程的研究具有重要的理论意义和现实意义，本文结合以国内外的研究方法和研究进展的文献资料，从而为分析开裂机理提供依据。 本文采用断裂损伤力学来模拟分析水泥混凝土路面和沥青混凝土路面开裂。其中，对线弹性断裂力学和损伤力学理论的基本概念和原理做了概略性的介绍，概括了线弹性断裂力学理论的基本框架，对有限元分析常用的裂纹模型进行了总结和对比分析，在此基础上确定了适合路面材料开裂受力分析的裂纹模型-粘聚带开裂模型(CZM)，并加以阐述。根据断裂能的定义，主要结合材料的软化本构关系，介绍了物理模型及本构关系，明确了裂缝扩展过程骨料粘聚力对材料裂缝扩展阻力的贡献，同时结合相关规范和文献，针对软化关系的确定给出了方法，采用不同的软化曲线-线性和指数型，给出其在有限模拟时，有限元参数的计算方法，并将开裂粘聚区内混凝土弹性模量等效为粘聚带有效模量方法来模拟混凝土裂纹扩展。应用扩展有限元法其对纤维混凝土梁进行模拟，证明扩展有限元(XFEM)在模拟裂纹开裂占有重要优势，可较有效的模拟实际行为，同时说明纤维对混凝土材料的影响。最后，采用粘聚带本构模型和扩展有限元法对沥青混凝土梁和复合式沥青路面进行开裂扩展模拟分析，并对影响沥青路面低温缩裂的因素进行参数分析。 |
| 作者： | 张雷 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 王金昌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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