本文關(guān)鍵詞：瀝青路面荷載裂縫擴(kuò)展行為及影響因素?cái)?shù)值仿真分析

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【摘要】：根據(jù)中國(guó)公路網(wǎng)公布數(shù)據(jù),截止2014年底,全國(guó)共建成通車公路里程446.39萬(wàn)公里,高速公路已完成里程共11.19萬(wàn)公里,一級(jí)公路8.54萬(wàn)公里,二級(jí)公路34.84萬(wàn)公里,其中主要路面鋪裝類型為瀝青路面。路面裂縫是常見(jiàn)的道路病害之一,目前對(duì)于裂縫模擬分析主要為傳統(tǒng)有限元分析,而擴(kuò)展有限元法的出現(xiàn)使裂縫擴(kuò)展仿真分析更加貼近于工程實(shí)際。首先,對(duì)常見(jiàn)的斷裂模式及裂紋擴(kuò)展機(jī)理進(jìn)行總結(jié),并對(duì)擴(kuò)展有限元法的構(gòu)成進(jìn)行闡述。對(duì)SCB試驗(yàn)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),選擇評(píng)價(jià)指標(biāo),確定影響因素和水平,提出正交試驗(yàn)方案。對(duì)瀝青混合料原材料進(jìn)行檢驗(yàn),并設(shè)計(jì)4種類型瀝青混合料配合比,根據(jù)試驗(yàn)方案制作SCB試件進(jìn)行試驗(yàn),采用SPSS 19.0數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正交分析。其次,制作四種類型瀝青混合料小梁試件,進(jìn)行蠕變實(shí)驗(yàn)得到各類型混合料蠕變曲線。通過(guò)OriginPro 9.0軟件對(duì)Burgers模型參數(shù)進(jìn)行擬合,基于Fortran語(yǔ)言平臺(tái)編譯用戶材料子程序UMAT,實(shí)現(xiàn)瀝青混合料參數(shù)的導(dǎo)入。采用擴(kuò)展有限元法對(duì)不同混合料8mm、18mm和28mm預(yù)制裂縫SCB試驗(yàn)裂縫擴(kuò)展過(guò)程進(jìn)行仿真,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,評(píng)價(jià)擴(kuò)展有限元法的分析效果。最后,通過(guò)試驗(yàn)及規(guī)范獲取路面結(jié)構(gòu)材料參數(shù),并對(duì)同一模型有限元主應(yīng)力計(jì)算結(jié)果與BISAR軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。采用擴(kuò)展有限元法對(duì)正荷載作用下不同裂縫深度、裂縫寬度、結(jié)構(gòu)層厚度、基層模量和軸載對(duì)面層底面裂縫擴(kuò)展影響規(guī)律進(jìn)行分析。對(duì)偏荷載作用下面層底部裂縫II型應(yīng)力強(qiáng)度因子影響因素以及裂縫擴(kuò)展路徑規(guī)律進(jìn)行分析。對(duì)偏荷載作用下不同裂縫深度、裂縫寬度、結(jié)構(gòu)層厚度、基層模量表面裂縫擴(kuò)展影響規(guī)律進(jìn)行分析。采用擴(kuò)展有限元法對(duì)多裂縫在荷載作用下的擴(kuò)展路徑進(jìn)行仿真分析,評(píng)定其仿真效果。以期對(duì)瀝青路面裂縫養(yǎng)護(hù)及防治提供理論參考。
【關(guān)鍵詞】：SCB試驗(yàn) 正交試驗(yàn) 應(yīng)力強(qiáng)度因子 擴(kuò)展有限元法 擴(kuò)展路徑
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U416.217
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 擴(kuò)展有限元法研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 SCB試驗(yàn)應(yīng)用研究現(xiàn)狀11
• 1.2.3 瀝青路面裂縫有限元分析現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容12-13
• 1.4 技術(shù)路線13-14
• 2 斷裂力學(xué)基礎(chǔ)及擴(kuò)展有限元理論14-21
• 2.1 斷裂力學(xué)基礎(chǔ)14-17
• 2.1.1 斷裂模式14
• 2.1.2 裂紋擴(kuò)展機(jī)理14-15
• 2.1.3 材料的斷裂韌度15-16
• 2.1.4 裂紋的斷裂判據(jù)16-17
• 2.2 擴(kuò)展有限元法17-20
• 2.2.1 單位分解法17-18
• 2.2.2 位移模式18-19
• 2.2.3 控制方程19
• 2.2.4 積分方案與加強(qiáng)區(qū)域19-20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 3 SCB試驗(yàn)影響因素分析21-31
• 3.1 SCB試驗(yàn)簡(jiǎn)介21
• 3.2 SCB正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)21-23
• 3.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)21
• 3.2.2 影響因素和水平21-22
• 3.2.3 交試驗(yàn)因素水平表22
• 3.2.4 交實(shí)驗(yàn)表選擇與試驗(yàn)方案22-23
• 3.3 原材料試驗(yàn)及配合比設(shè)計(jì)23-24
• 3.3.1 原材料試驗(yàn)23-24
• 3.3.2 配合比設(shè)計(jì)24
• 3.4 SCB試驗(yàn)24-27
• 3.4.1 試件制作24-25
• 3.4.2 試驗(yàn)過(guò)程25-26
• 3.4.3 試驗(yàn)結(jié)果26-27
• 3.5 SCB正交試驗(yàn)分析27-30
• 3.5.1 SPSS 19.0簡(jiǎn)介27
• 3.5.2 數(shù)據(jù)庫(kù)建立及分析27-28
• 3.5.3 極差分析28-29
• 3.5.4 方差分析29-30
• 3.6 本章小結(jié)30-31
• 4 SCB試驗(yàn)裂縫擴(kuò)展有限元仿真分析31-42
• 4.1 瀝青混合料粘彈參數(shù)測(cè)定31-34
• 4.1.1 試件制作31
• 4.1.2 彎曲試驗(yàn)31-32
• 4.1.3 小梁蠕變?cè)囼?yàn)32
• 4.1.4 本構(gòu)模型32-34
• 4.2 Burgers模型UMAT編寫34-36
• 4.2.1 UMAT簡(jiǎn)介34
• 4.2.2 程序?qū)崿F(xiàn)34-36
• 4.3 擴(kuò)展有限元仿真分析36-41
• 4.3.1 應(yīng)力強(qiáng)度因子36-37
• 4.3.2 斷裂能計(jì)算37-38
• 4.3.3 模型建立38-39
• 4.3.4 模型計(jì)算39
• 4.3.5 模擬結(jié)果分析39-40
• 4.3.6 裂縫擴(kuò)展路徑仿真分析40-41
• 4.4 本章小結(jié)41-42
• 5 瀝青路面裂縫擴(kuò)展有限元分析42-56
• 5.1 路面材料參數(shù)42
• 5.2 路面模型建立及BISAR驗(yàn)證42-45
• 5.2.1 BISAR軟件簡(jiǎn)介42-43
• 5.2.2 路面結(jié)構(gòu)及荷載43
• 5.2.3 路面模型建立及分析43-45
• 5.2.4 BISAR計(jì)算45
• 5.3 正荷載作用下層底裂縫影響因素分析45-50
• 5.3.1 裂縫深度47-48
• 5.3.2 裂縫寬度48
• 5.3.3 結(jié)構(gòu)層厚度48-49
• 5.3.4 基層模量49-50
• 5.3.5 荷載大小對(duì)裂縫擴(kuò)展長(zhǎng)度影響50
• 5.4 偏荷載作用下層底裂縫擴(kuò)展影響因素分析50-52
• 5.4.1 荷載位置51
• 5.4.2 偏荷載對(duì)裂縫擴(kuò)展角度影響51-52
• 5.5 偏荷載作用下表面裂縫擴(kuò)展影響因素分析52-54
• 5.5.1 裂縫深度52
• 5.5.2 裂縫寬度52-53
• 5.5.3 結(jié)構(gòu)層厚度53
• 5.5.4 基層模量53-54
• 5.6 裂縫擴(kuò)展路徑仿真分析54-55
• 5.6.1 斜裂縫分析54
• 5.6.2 多裂縫分析54-55
• 5.7 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文61-62
• 致謝62-63

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王曉英;耿立濤;徐茜;李凱;;瀝青混合料半圓彎曲試驗(yàn)應(yīng)力強(qiáng)度因子分析[J];山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào);2015年04期

2 王洪建;劉大安;黎立云;趙子江;石曉閃;;擴(kuò)展有限元法在巖石斷裂力學(xué)中的應(yīng)用[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2015年03期

3 張曉東;丁勇;任旭春;;混凝土裂紋擴(kuò)展過(guò)程模擬的擴(kuò)展有限元法研究[J];工程力學(xué);2013年07期

4 蘇靜波;范曉晨;邵國(guó)建;;幾何非線性擴(kuò)展有限元法及其斷裂力學(xué)應(yīng)用[J];工程力學(xué);2013年04期

5 郭川;張宏超;彭坤;;采用半圓彎拉試驗(yàn)對(duì)再生混合料抗裂性能的研究[J];中外公路;2013年01期

6 盧正;王長(zhǎng)柏;付建軍;詹永祥;;交通荷載作用下公路路基工作區(qū)深度研究[J];巖土力學(xué);2013年02期

7 彭璞;佘滿漢;;基于XFEM的瀝青加鋪層材料的裂縫擴(kuò)展[J];公路工程;2012年04期

8 申俊敏;李志強(qiáng);李祖仲;;應(yīng)力吸收層瀝青混合料的半圓彎拉試驗(yàn)參數(shù)[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2012年06期

9 茹忠亮;朱傳銳;張友良;趙洪波;;斷裂問(wèn)題的擴(kuò)展有限元法研究[J];巖土力學(xué);2011年07期

10 張震韜;李芳武;楊擎;苗雨;;用擴(kuò)展有限元法分析瀝青路面表面裂紋二維擴(kuò)展[J];土木工程與管理學(xué)報(bào);2011年02期

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本文編號(hào)：924991