摻粉煤灰陶粒混凝土斷裂力學(xué)參數(shù)對路面疲勞壽命影響研究.pdf

1、摻粉煤灰陶粒混凝土是以陶粒取代傳統(tǒng)碎石并加入一定比例的粉煤灰按照配合比配制而成的混凝土。因其干表觀密度相對較低，所以視其為輕骨料混凝土的一種。本文采用理論分析、試驗研究和有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究摻粉煤灰陶?；炷翑嗔蚜W(xué)參數(shù)及其對路面疲勞壽命的影響。通過以上研究及分析工作，以期進一步明確摻粉煤灰陶?；炷恋牧W(xué)性能、斷裂力學(xué)參數(shù)及其作為路面混凝土的疲勞壽命，指導(dǎo)帶初始裂縫的摻粉煤灰陶?；炷谅访姘宓钠趬勖A(yù)估及陶?；炷恋膶嶋H

2、工程應(yīng)用。
　　文章提出了摻粉煤灰陶粒混凝土混合料拌和過程中拌和機具的選擇、拌和和試件振動成型工序以及最優(yōu)時間的控制;通過抗壓、抗折試驗及斷裂韌性、斷裂能試驗研究了摻粉煤灰陶?；炷恋膹姸仍鲩L規(guī)律和不同齡期的斷裂力學(xué)參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，陶?；炷磷鳛槁访婊炷疗湎嚓P(guān)力學(xué)指標均滿足規(guī)范要求，并且有相當量的富余值，可應(yīng)用于道路工程。但是其抗折強度不高，極易在早齡期和使用過程中造成損傷，形成缺陷。此外，試驗研究發(fā)現(xiàn)，隨著標準養(yǎng)護條件持續(xù)時間

3、的增長，試件最終獲得的起裂斷裂韌度值、失穩(wěn)斷裂韌度值和斷裂能均越大，表明結(jié)構(gòu)抵抗裂紋起裂及發(fā)展的能力越強。因此，需要盡可能地使新鋪筑的陶粒混凝土路面處于標準養(yǎng)護條件下，保證其溫度與濕度的供應(yīng)，并且盡可能地延長養(yǎng)護的時間。
　　本文通過采用以擴展有限元法為理論構(gòu)架的ABAQUS6.11版有限元軟件，并結(jié)合試驗所得相關(guān)參數(shù)對陶?；炷羻芜吳锌谌c彎曲梁進行數(shù)值模擬，在此基礎(chǔ)上研究分析了帶初始裂縫的摻粉煤灰陶粒混凝土路面板在不同養(yǎng)護齡期

4、下的應(yīng)力強度因子，研究表明應(yīng)力強度因子隨著養(yǎng)護齡期和路面板彈性模量的增長而增大，并且路面板的最終抗裂能力是由其剛度劣化與韌度強化二者的耦合作用所決定的。而后，通過理論分析，將應(yīng)力強度因子與對應(yīng)的起裂斷裂韌度值相聯(lián)系，研究帶初始裂縫的路面板的疲勞壽命，并對不同養(yǎng)護齡期下帶初始裂縫的路面板的疲勞壽命進行預(yù)估，以期針對陶粒混凝土路面的病害做早期的、有規(guī)劃的養(yǎng)護和修復(fù)以防止病害的蔓延而影響道路的正常使用或者降低其使用壽命，增加修復(fù)難度和費用，為