基于離散元方法的瀝青混合料數(shù)值建模研究.pdf

1、運用離散元軟件建立瀝青混合料細觀力學模型，通過虛擬加載模擬瀝青混合料的力學性能，是目前研究瀝青混合料性能的重要手段。在這個過程中，細觀力學模型的建立是至關(guān)重要的。數(shù)字試件是細觀力學模型的基礎(chǔ)，如何基于離散元的方法構(gòu)建數(shù)字試件，如何有效判斷生成的數(shù)字試件質(zhì)量的優(yōu)劣，是在建立細觀力學模型過程中需要重點關(guān)注的內(nèi)容，也是本文研究的主要內(nèi)容。由此，論文先從粗集料分布的角度提出了離散元數(shù)字試件的評價指標，其次采用離散元軟件PFC3D構(gòu)建瀝青混合料離

2、散元數(shù)字試件，最后利用評價指標對數(shù)字試件的建立進行驗證評價。主要過程如下:
　　首先，由于粗集料往往在瀝青混合料中占有絕大部分的體積，粗集料在混合料中的分布對混合料性能會產(chǎn)生很大影響。因此論文經(jīng)過比選，從數(shù)字試件中粗集料分布整體均勻性及二維截面分布均勻性的角度，提出離散元數(shù)字試件的三維及二維評價指標。
　　其次，建立瀝青混合料三維離散元數(shù)字試件。利用X-ray CT掃描及數(shù)字圖像處理技術(shù)獲取AC-13旋轉(zhuǎn)壓實試件內(nèi)部空隙分布

3、特征并將其考慮在數(shù)字試件空隙結(jié)構(gòu)的生成過程中。然后在考察粗集料顆粒尺寸特征的基礎(chǔ)上，將其簡化為具有不規(guī)則形狀的多面體，建立粗集料顆粒。生成滿足級配特征、考慮了粗集料不規(guī)則形狀、尺寸、空隙滿足一定分布狀態(tài)的瀝青混合料三維離散元數(shù)字試件。
　　最后，利用提出的評價指標對上述數(shù)字試件生成的方法進行驗證評價。其中三維指標(HI)的評價采用單軸靜態(tài)加載虛擬蠕變試驗，生成粗集料具有不同分布的數(shù)字試件，對其進行虛擬加載，通過試驗測得的應(yīng)變大小與