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利用权函数理论分析沥青路面裂缝的疲劳扩展
| 论文题名： | 利用权函数理论分析沥青路面裂缝的疲劳扩展 |
| 关键词： | 权函数;应力强度因子;几何函数;裂缝;疲劳扩展;界面约束;早期破坏 |
| 摘要： | 该文引入权函数理论,推导了分析沥青路面裂缝权函数和应力强度因子的数值计算方法以及分析沥青路面裂缝疲劳扩展的数值计算方法,并详细分析了沥青路面典型裂缝(面层表面裂缝、底基层底裂缝和基层底裂缝)的权函数、应力强度因子和疲劳扩展规律.在PA法中,分别采用几何简化法和有限元辅助法两种方式得到了路面裂缝几何函数,结合权函数理论计算出了路面裂缝的权函数.利用DAM(直接数值模拟)法推导了求解路面张拉型裂缝权函数和混合型裂缝权函数的数值计算方法,还推导了分析跨越任意材料层的混合型扩展裂缝权函数的数值计算方法.利用有限元法分析了路面在行车荷载作用下的应力分布规律,并根据计算得到的路面裂缝的权函数,采用权函数法详细分析了路面典型裂缝的应力强度因子规律,详细分析了裂缝位置、荷载模式和路面结构形式等对路面裂缝应力强度因子的影响.推导了考虑层间界面部分约束的层底裂缝应力强度因子的数值计算方法,并详细分析了不同层间约束条件对路面裂缝应力强度因子的影响.基于Paris的疲劳模型,建立了考虑材料断裂韧性和起裂应力强度因子的路面裂缝疲劳扩展模型.分析了疲劳模型参数对路面疲劳特性的影响,也分析了裂缝位置、荷载条件、层间约束条件和路面结构形式等对底基层底裂缝、基层底裂缝和面层表面裂缝疲劳扩展规律的影响.分析了面层底界面约束条件与路面早期破坏的相互关系.对分析路面裂缝疲劳扩展的权函数理论进行了试验对比分析,为理论成果的应用奠定了一定基础,并开发了相应的应用程序,整套程序可以完成相应的路面裂缝权函数分析,裂缝应力强度因子分析和路面疲劳特性分析. |
| 作者： | 罗睿 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 黄晓明 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2002 |
| 正文语种： | 中文 |
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