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沥青混合料小梁裂纹扩展的粘弹性分析
| 论文题名： | 沥青混合料小梁裂纹扩展的粘弹性分析 |
| 关键词： | 沥青混合料;粘弹性分析;裂纹扩展;数值模拟 |
| 摘要： | 沥青路面的裂纹扩展行为是沥青路面理论与实践研究前沿之一。对沥青混合料构件及结构的裂纹扩展机理的明确可以帮助沥青路面设计者和运营者更加全面地掌控沥青路面的性能发展规律,从而采取恰当的措施控制沥青路面的早期病害。本文从沥青混合料小梁入手,基于粘弹性理论,对其在三点弯曲作用下的裂纹扩展行为进行了数值模拟。 本文首先对沥青路面裂纹扩展研究的国内外现状进行了分析,在此基础上,提出了本文的研究内容;第二章介绍了沥青混合料材料的粘弹性本构关系基本理论,以及求解沥青混合料小梁裂纹扩展的有限元方法和断裂力学基本解法。论文第三章对沥青混合料小梁进行了疲劳断裂试验研究。通过试验获取了沥青混合料的粘弹性参数以及极限承载力。试验结果表明随着预切口裂纹偏离加载中点距离的增加,相同集中作用力下,裂纹的起裂角增大,并且裂纹向加载中心扩展。论文第四章对三点弯曲疲劳试验进行了粘弹性数值模拟,并对比了弹性分析和粘弹性分析结果,分析显示粘弹性数值模拟较弹性数值模拟精确,并能较好地模拟试验结果。 论文对沥青混合料小梁进行了三点弯曲疲劳试验,并基于线弹性理论和粘弹性理论,采用有限元方法对沥青混合料小梁的裂纹扩展过程进行了数值模拟,分析了不同步长、不同预切口位置对小梁疲劳裂纹扩展的影响,对裂纹扩展过程中的应力强度因子和裂纹扩展路径分析。结果表明,裂纹扩展路径与试验结果较为一致,粘弹性模型更能有效模拟沥青混合料小梁的裂纹扩展过程。研究结果有助于进一步明确沥青混合料构件的裂纹扩展机理,为下一步分析沥青路面的裂纹扩展机理及疲劳寿命预测提供了理论基础。 |
| 作者： | 曾川川 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 朱宏平;罗辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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