基于內(nèi)聚力模型和三維離散元法瀝青混合料劈裂試驗(yàn)研究.pdf

1、瀝青混合料劈裂試驗(yàn)，作為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、瀝青混合料設(shè)計(jì)的內(nèi)容之一，同時(shí)，也是研究瀝青混合料破損機(jī)理的手段之一。劈裂試驗(yàn)因其操作簡(jiǎn)單，且在加載時(shí)，位于試件中部的應(yīng)力狀態(tài)，較路面在受荷時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)相類似，因此，劈裂試驗(yàn)在瀝青混合料力學(xué)性能研究中得到了廣泛的應(yīng)用。
　　離散單元法(DEM)作為數(shù)值模擬方法的一種，更適于模擬顆粒組合體的細(xì)觀力學(xué)表現(xiàn)行為，在進(jìn)行非連續(xù)介質(zhì)材料數(shù)值模擬時(shí)，DEM具有顯著的優(yōu)勢(shì)。瀝青混合料作為非連續(xù)介質(zhì)材料的一種

2、，其不連續(xù)性主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:集料和瀝青膠漿界面處材料性能的不連續(xù)性，相鄰集料顆粒間的不連續(xù)性，以及相鄰孔隙間的不連續(xù)性。通過(guò)離散單元法建立瀝青混合料微觀結(jié)構(gòu)模型更為直觀，并且離散單元法在描述瀝青混合料細(xì)觀裂紋擴(kuò)展及斷裂過(guò)程中得到了大量應(yīng)用。
　　內(nèi)聚力模型(CZM)在研究瀝青混合料裂紋擴(kuò)展中有著顯著的優(yōu)勢(shì)，如內(nèi)聚力模型可以較好的模擬瀝青混合料裂紋擴(kuò)展的全過(guò)程，以及開裂過(guò)程中力學(xué)性能的變化，使得內(nèi)聚力模型在瀝青混合料力學(xué)性能研究

3、中得到了廣泛關(guān)注。
　　本文依托瀝青混合料劈裂室內(nèi)試驗(yàn)，借由萬(wàn)能壓力試驗(yàn)機(jī)，輸出劈裂試驗(yàn)過(guò)程中的豎向荷載-位移全曲線，結(jié)合CT掃描技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)及三維離散單元法，基于內(nèi)聚力模型選用材料參數(shù)，進(jìn)行瀝青混合料劈裂試驗(yàn)三維離散元數(shù)值模擬研究。在瀝青混合料劈裂試驗(yàn)三維離散元模型重構(gòu)過(guò)程中，集料采用cluster型，并使用實(shí)際邊界信息，為離散單元基本元素賦予接觸粘結(jié)模型，分別以加載速率、模型參數(shù)、溫度、油石比為影響因素進(jìn)行三維離散元