【摘要】：細(xì)觀裂縫的演化與空間展布規(guī)律是影響路面混凝土耐久性的關(guān)鍵因素.為明確寒冷地區(qū)路面混凝土在實際工作環(huán)境下結(jié)構(gòu)內(nèi)部微裂縫的萌生、擴(kuò)展、壓縮等演化規(guī)律,基于多場疲勞試驗,針對路面混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了SEM、CT掃描及圖像分割,通過對比分析荷載單場、荷載-凍融雙場及荷載-凍融-干濕循環(huán)三場耦合下的裂縫面積密度、平均裂縫寬度、最大裂縫長度及盒分形維數(shù)特征,從細(xì)觀尺度揭示了不同荷載水平、耦合方案下微裂縫的動態(tài)損傷發(fā)展規(guī)律.結(jié)果表明:單荷載作用下,隨荷載次數(shù)增加,最大裂縫長度呈萌生-閉合-延伸交替變化,寬度表現(xiàn)為壓縮-擴(kuò)張交替變化,分形維數(shù)先增后減;荷載-凍融雙場耦合引發(fā)的結(jié)晶膨脹應(yīng)力促使裂縫面積密度及最大裂縫長度單調(diào)增加,80%荷載水平時,混凝土在較小裂縫長度、寬度下便發(fā)生疲勞破壞;荷載-凍融-干濕循環(huán)三場耦合下,附加干縮應(yīng)力沿裂縫方向產(chǎn)生收縮應(yīng)力,在垂直裂縫方向產(chǎn)生壓縮應(yīng)力,促使裂縫沿長度方向延伸,寬度減小,同時伴隨更多微裂縫成核.
[Abstract]:The evolution of mesoscopic cracks and spatial distribution are the key factors affecting the durability of pavement concrete. In order to clarify the evolution rule of micro-cracks in pavement concrete in the actual working environment, based on multi-field fatigue test, SEM,CT scanning and image segmentation were carried out for the interior structure of pavement concrete. The characteristics of crack area density, average crack width, maximum crack length and box fractal dimension under the coupling of load single field, load-freeze-thaw double field and load-freeze-thaw-dry-wet cycle are compared and analyzed, and the characteristics of crack area density, average crack width, maximum crack length and box fractal dimension are analyzed. The dynamic damage development law of micro-cracks under different load levels and coupling schemes is revealed on a meso-scale basis. The results show that with the increase of loading times, the maximum crack length changes alternately with initiation-closure-extension, and the width changes alternately with compression-expansion. The fractal dimension increases first and then decreases. The crystal expansion stress induced by load-freeze-thaw double field coupling causes the crack area density and the maximum crack length to increase monotonously. When the load level is 80%, the fatigue failure will occur under the smaller crack length and width of concrete under the condition of small crack length and width. Under the three-field coupling of load-freeze-thaw-dry-wet cycle, the additional dry shrinkage stress produces shrinkage stress along the crack direction and compression stress in the vertical crack direction, which causes the crack to extend along the length direction and reduce the width, accompanied by the nucleation of more micro-cracks.
【作者單位】： 長安大學(xué)公路學(xué)院;廣西交通科學(xué)研究院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(51278059) 長安大學(xué)中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項資金資助項目(310821175014)~~
【分類號】：U416.216

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本文編號：2461147