發(fā)布時間：2021-05-11 10:45

　　反射裂縫是半剛性基層瀝青路面的主要病害�；鶎硬牧嫌捎谳^大的剛度和本身的收縮特性極易發(fā)生開裂,一旦基層開裂,在反復(fù)溫度收縮作用及交通荷載的作用下,由于應(yīng)力集中基層裂縫上方的面層材料也會發(fā)生開裂并快速擴(kuò)展到面層頂部,使瀝青路面發(fā)生反射裂縫貫穿破壞。新近發(fā)展的擴(kuò)展有限元方法在研究裂縫及裂縫擴(kuò)展方面有不可替代的優(yōu)勢。擴(kuò)展有限元使裂紋的幾何模型與有限元單元網(wǎng)格分離開來,在裂紋擴(kuò)展過程中不需要反復(fù)的網(wǎng)格重構(gòu),能高效地對不連續(xù)問題進(jìn)行分析計算。使用擴(kuò)展有限元模擬計算時,裂紋可以從單元內(nèi)部穿過,無需提前設(shè)置擴(kuò)展路徑。為了描述裂縫疲勞擴(kuò)展過程,本文采用了斷裂力學(xué)中的相關(guān)思想與方法。通過斷裂能釋放率改進(jìn)的Paris公式可以將疲勞裂紋擴(kuò)展分為三個過程:裂紋低速擴(kuò)展階段、裂紋中速穩(wěn)定擴(kuò)展階段和裂紋快速擴(kuò)展階段。為了更加準(zhǔn)確地描述裂紋疲勞擴(kuò)展起始階段,本文采用了一種現(xiàn)象法模型。一旦該模型條件被滿足,裂縫疲勞擴(kuò)展機(jī)制就被啟動,之后的擴(kuò)展過程由改進(jìn)的Paris公式參數(shù)控制�；跀U(kuò)展有限元方法和改進(jìn)的Paris公式,本文模擬計算了相關(guān)文獻(xiàn)中關(guān)于室內(nèi)瀝青混合料半圓彎曲小梁疲勞擴(kuò)展的試驗(yàn),模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合度很高,表... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 半剛性基層瀝青路面反射裂縫研究概況
        1.2.2 擴(kuò)展有限元研究概況
    1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 相關(guān)理論基礎(chǔ)
    2.1 疲勞斷裂力學(xué)理論
        2.1.1 斷裂力學(xué)理論
        2.1.2 疲勞裂縫擴(kuò)展理論
    2.2 擴(kuò)展有限元方法
        2.2.1 單位分解函數(shù)及擴(kuò)展有限元公式
        2.2.2 水平集方法
    2.3 本章小結(jié)
第3章 相關(guān)試驗(yàn)?zāi)M及模型驗(yàn)證
    3.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法
        3.1.1 試驗(yàn)材料及加載模型
        3.1.2 裂紋觀測系統(tǒng)
    3.2 SCB擴(kuò)展有限元建模分析
        3.2.1 模型參數(shù)
        3.2.2 擴(kuò)展有限元建模
    3.3 SCB擴(kuò)展有限元模擬結(jié)果分析
        3.3.1 疲勞裂紋擴(kuò)展過程
        3.3.2 裂紋疲勞擴(kuò)展壽命分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 半剛性基層瀝青路面溫縮型反射裂縫疲勞擴(kuò)展
    4.1 半剛性基層溫縮應(yīng)力模型
    4.2 路面結(jié)構(gòu)及疲勞參數(shù)
    4.3 半剛性基層溫縮型反射裂縫疲勞擴(kuò)展模擬分析
        4.3.1 溫縮型反射裂縫疲勞擴(kuò)展過程
        4.3.2 溫縮型反射裂縫疲勞壽命分析
    4.4 半剛性基層溫縮型反射裂縫疲勞擴(kuò)展影響因素分析
        4.4.1 基層材料彈性模量對溫縮型反射裂縫疲勞擴(kuò)展影響
        4.4.2 瀝青面層厚度對溫縮型反射裂縫疲勞擴(kuò)展影響
        4.4.3 基層裂縫間距對溫縮型反射裂縫疲勞擴(kuò)展影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 半剛性基層瀝青路面荷載型反射裂縫疲勞擴(kuò)展
    5.1 荷載型反射裂縫擴(kuò)展有限元建模
        5.1.1 交通荷載極不利位置確定
        5.1.2 路面結(jié)構(gòu)參數(shù)及疲勞擴(kuò)展參數(shù)
    5.2 荷載型反射裂縫疲勞擴(kuò)展模擬結(jié)果
    5.3 荷載型反射裂縫疲勞擴(kuò)展影響因素分析
        5.3.1 交通荷載大小對荷載型反射裂縫疲勞擴(kuò)展影響
        5.3.2 面層厚度對荷載型反射裂縫疲勞擴(kuò)展影
    5.4 基層溫縮-交通荷載耦合作用下反射裂縫疲勞擴(kuò)展規(guī)律
        5.4.1 基層溫縮-交通荷載耦合作用下反射裂縫疲勞擴(kuò)展建模
        5.4.2 基層溫縮-交通荷載耦合作用下反射裂縫疲勞擴(kuò)展過程
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 A(攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于BOTDA的機(jī)場道面半剛性基層裂縫擴(kuò)展規(guī)律[J]. 高俊啟,耿任山,盛余祥,安平,靳佩佩.  交通運(yùn)輸工程學(xué)報. 2017(01)
[2]經(jīng)編復(fù)合聚酯玻纖布防反射裂縫性能試驗(yàn)[J]. 周剛,李汝凱,王火明,李文輝.  中國公路學(xué)報. 2016(02)
[3]溫度作用下HDPE-橡膠粉改性瀝青應(yīng)力吸收層防止反射裂縫性能[J]. 洪海,程培峰.  中國公路學(xué)報. 2014(12)
[4]半剛性基層瀝青路面反射裂縫擴(kuò)展過程分析的Williams單元[J]. 徐華,楊綠峰,佘振平.  工程力學(xué). 2013(06)
[5]基于XFEM的鋼筋混凝土梁開裂數(shù)值模擬[J]. 楊濤,鄒道勤.  浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2013(03)
[6]瀝青混合料預(yù)缺口試件直接拉伸疲勞損傷分析[J]. 周志剛,袁秀湘,譚華.  中國公路學(xué)報. 2013(01)
[7]一種XFEM斷裂分析的裂尖單元新型改進(jìn)函數(shù)[J]. 江守燕,杜成斌.  力學(xué)學(xué)報. 2013(01)
[8]瀝青路面反射裂縫擴(kuò)展機(jī)理與防裂效果分析[J]. 孫雅珍,翟曉星,李寧.  沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(06)
[9]發(fā)展基于CB殼單元的擴(kuò)展有限元模擬三維任意擴(kuò)展裂紋[J]. 莊茁,成斌斌.  工程力學(xué). 2012(06)
[10]瀝青混凝土彎曲疲勞試驗(yàn)疲勞損傷分析[J]. 周志剛,張清平,袁秀湘.  中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(06)

博士論文
[1]基于擴(kuò)展有限元的瀝青路面疲勞開裂行為的數(shù)值研究[D]. 金光來.東南大學(xué) 2015
[2]基于路用要求的半剛性基層抗裂評價與改善措施研究[D]. 張宏君.長安大學(xué) 2009
[3]基于半圓彎曲試驗(yàn)的瀝青混合料動態(tài)響應(yīng)及斷裂性能研究[D]. 劉宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3181268