作為使用最廣泛的路面材料,瀝青混合料在長期的使用過程中要經(jīng)歷超載、溫度驟變、雨水侵蝕等條件的影響,極易出現(xiàn)裂紋和車轍等常見的損壞現(xiàn)象,嚴(yán)重影響行車舒適度和安全性,同時增加路面維護和修復(fù)的難度,產(chǎn)生巨大開支。鑒于瀝青混合料組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,建立含骨料和瀝青膠漿等成分的瀝青混合料異質(zhì)模型,預(yù)測路面結(jié)構(gòu)在受力情況下的開裂和車轍力學(xué)行為,對于預(yù)防和控制路面損壞具有重要的意義。離散元方法作為近年來興起的數(shù)值方法受到越來越多的關(guān)注,其中一個重要原因就是它在處理大變形問題時能避免出現(xiàn)有限元方法中的單元失真。本文對試件截面圖像執(zhí)行數(shù)字圖像處理,建立二維離散元異質(zhì)模型,考慮到瀝青混合料在低溫開裂和高溫車轍變形中表現(xiàn)出的不同力學(xué)特性,采用與之相適應(yīng)的本構(gòu)模型描述基體、界面和骨料的材料性能,開展力學(xué)行為仿真并與相應(yīng)的實驗結(jié)果對照。主要做了以下創(chuàng)新工作:（1）考慮骨料形狀的復(fù)雜性以及在瀝青混合料力學(xué)行為中起到的重要作用,本文提出了一種基于圖像處理技術(shù)的構(gòu)建異質(zhì)模型的方法。該方法通過對試件截面圖像中骨料邊界的檢測和細(xì)化提取骨料信息,結(jié)合投放算法把骨料一一映射到離散元軟件中,從而建立瀝青混合料離散元二維異質(zhì)... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

論文研究框架

材料和結(jié)構(gòu)的基本單位。準(zhǔn)二維的顆粒單元通常為圓盤，運動狀態(tài)受外力影響。由于墻之間不會產(chǎn)生接觸力，粒和顆粒-墻兩類接觸作用。間步為時間間隔進行循環(huán)計算，如圖 2-1 所示。在每一個信息為顆粒的位置和轉(zhuǎn)動角速度。當(dāng)計算循環(huán)開始時，息檢測顆粒與顆粒之間、顆粒與墻之間的接觸，統(tǒng)計存的相對運動，其中切向相對位移的獲得需要用到顆粒的本構(gòu)關(guān)系計算接觸中的力和力矩，統(tǒng)計顆粒涉及的所有與合力矩，并進行更新和記錄，作為進一步計算的初始合力與合力矩，對每個顆粒應(yīng)用動力學(xué)和運動定律求解以及顆粒的轉(zhuǎn)動角速度，并進行更新和記錄，作為下一

華 中 科 技 大 學(xué) 博 士 學(xué) 位 論 文(A)x 和(B)x 分別為顆粒 A 和 B 的位置矢量，d 為顆粒 A 和 B 圓： (B) (A) (B) (A) (B) (A)d x x x x x x 粒之間發(fā)生重疊，那么法向相對位移nU 就可以表示為：n (A) (B)U R R d)和(B)R 分別是顆粒 A 和顆粒 B 的半徑。接觸中心 C 的位置矢(C) (A) (A) n12R U x x n

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于蠕變模型的瀝青混合料車轍有限元分析[J]. Barugahare Javilla,方昊,磨煉同.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2018(01)
[2]基于車轍試驗的瀝青混合料車轍評價指標(biāo)分析[J]. 方昊,Barugahare Javilla,磨煉同.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2018(01)
[3]瀝青混合料車轍變形的離散元數(shù)值模擬[J]. 高虎,楊新華,唐鵬.  固體力學(xué)學(xué)報. 2018(03)
[4]透水瀝青混合料孔隙率與級配對其路用性能的影響[J]. 武琨璐,武雷,申少華,張宇弛,陶雅炆,孫嘉雯.  價值工程. 2018(05)
[5]基于半圓彎曲試驗的高速公路瀝青面層混合料抗裂性能分析[J]. 張文浩,盧勇,劉愛華,劉晨東.  現(xiàn)代交通技術(shù). 2017(06)
[6]瀝青混合料直接拉伸試驗與斷裂細(xì)觀模擬研究[J]. 曾國偉,楊新華,張川川.  公路. 2017(11)
[7]基于半圓彎曲試驗的抗車轍瀝青混合料疲勞性能研究[J]. 姜俊,潘濤.  四川水泥. 2017(11)
[8]瀝青高溫蠕變變形的粘彈性組成研究[J]. 王琨,郝培文.  公路工程. 2017(05)
[9]瀝青路面抗車轍性能試驗的合理性分析[J]. 陳昱東,韓軍舵.  江西建材. 2017(17)
[10]瀝青混合料圓柱體試件車轍試驗條件分析[J]. 謝玲兒,楊建華,李偉,張爭奇.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2017(04)

博士論文
[1]瀝青混合料粘彈塑本構(gòu)模型與長期蠕變行為的實驗研究[D]. 白凡.華中科技大學(xué) 2014
[2]瀝青混合料開裂破壞行為的細(xì)觀尺度模擬[D]. 尹安毅.華中科技大學(xué) 2013
[3]基于半圓彎曲試驗的瀝青混合料動態(tài)響應(yīng)及斷裂性能研究[D]. 劉宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[4]瀝青路面裂紋形成機理及擴展行為研究[D]. 毛成.西南交通大學(xué) 2004

碩士論文
[1]基于三維離散元方法的瀝青混合料抗剪強度研究[D]. 包健西.浙江大學(xué) 2017
[2]基于粘彈性的瀝青混合料疲勞性能研究[D]. 葉青.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]基于內(nèi)聚力模型和三維離散元法瀝青混合料劈裂試驗研究[D]. 萬蕾.浙江大學(xué) 2016
[4]集料類型對橡膠瀝青混合料低溫性能的影響研究[D]. 王雪靜.重慶交通大學(xué) 2015
[5]骨料形狀對瀝青混合料性能影響的離散元研究[D]. 袁強.大連理工大學(xué) 2015
[6]基于CT圖像瀝青混合料三維有限元數(shù)值模擬研究[D]. 孫紅紅.西安建筑科技大學(xué) 2012
[7]瀝青混合料間接拉伸疲勞損傷特性研究[D]. 李瓊.長沙理工大學(xué) 2011
[8]不同溫度和輪載下瀝青混合料車轍數(shù)值模擬[D]. 尚晉.華中科技大學(xué) 2009



本文編號：3550215