集料是瀝青混合料等路面材料的重要組成部分,集料的良好級配以及顆粒之間的嵌擠與摩擦作用對柔性路面結構的承載能力和穩(wěn)定性有顯著的影響。但由于集料是離散性的結構并具有非線性力學特征,基于連續(xù)介質力學理論的傳統(tǒng)力學試驗和計算方法對于描述級配變化與形態(tài)變化對集料力學性能的影響規(guī)律存在一定的困難。本文基于離散元方法建立集料數(shù)值模型,開展虛擬單軸貫入試驗、三軸壓縮試驗與三軸剪切試驗,分別測試不同級配組成與不同形態(tài)特征的集料在荷載作用下的承載能力與變形特性,通過分析集料在荷載作用下的細觀力學響應與結構特征變化,從細觀層面研究級配組成、形態(tài)特征對集料宏觀力學性能的影響關系,并初步探索了集料級配對瀝青路面路用性能的影響關系,為瀝青混合料設計提供參考。主要研究內容及成果如下:（1）顆粒間采用線性接觸模型,建立集料數(shù)值模型并開展虛擬三軸壓縮試驗,通過分析不同細觀參數(shù)下試樣的宏觀力學響應,建立細觀參數(shù)與宏觀參數(shù)之間的聯(lián)系,依據(jù)經驗取值,確定了接觸模型的細觀參數(shù)。（2）設計了7組不同的級配組成,生成反映實際級配特征的虛擬集料試樣,開展虛擬單軸貫入試驗與三軸壓縮試驗測試集料的承載能力與變形特性,并通過提取貫入試驗過... 

【文章來源】：桂林理工大學廣西壯族自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 集料級配研究
        1.2.2 粗集料形態(tài)特征評價研究
        1.2.3 離散元顆粒流數(shù)值模擬的應用
    1.3 主要研究內容與技術路線
第2章 顆粒流的基本原理與數(shù)值建模研究
    2.1 顆粒流數(shù)值模擬基礎理論
        2.1.1 基本假定
        2.1.2 計算原理
        2.1.3 邊界條件
    2.2 接觸本構模型及細觀參數(shù)
        2.2.1 接觸滑動模型
        2.2.2 線性剛度模型
        2.2.3 接觸黏結模型
        2.2.4 平行黏結模型
    2.3 粗集料性能試驗的離散元模擬
        2.3.1 粗集料力學性能評價指標
        2.3.2 粗集料離散元模型的建立
        2.3.3 單軸貫入試驗仿真
        2.3.4 三軸壓縮試驗仿真
    2.4 細觀參數(shù)與宏觀參數(shù)關系
        2.4.1 初始模型的接觸模型與細觀參數(shù)
        2.4.2 有效模量
        2.4.3 剛度比值
        2.4.4 摩擦系數(shù)
    2.5 細觀參數(shù)的確定
    2.6 本章小結
第3章 集料級配的力學性能研究
    3.1 粗集料級配組成
    3.2 具有級配特征的顆粒生成方法
    3.3 承載能力
        3.3.1 仿真試驗結果分析
        3.3.2 貫入應力變化曲線
        3.3.3 細觀力學響應分析
    3.4 變形特性
        3.4.1 仿真試驗結果分析
        3.4.2 細觀結構特征分析
    3.5 瀝青混合料路用性能試驗
        3.5.1 原材料
        3.5.2 瀝青混合料馬歇爾試驗
        3.5.3 瀝青混合料車轍試驗
        3.5.4 瀝青混合料劈裂試驗
    3.6 本章小結
第4章 集料形態(tài)的力學性能研究
    4.1 粗集料形態(tài)特征
    4.2 具有形狀特征的顆粒生成方法
    4.3 抗剪特性
        4.3.1 三軸剪切試驗
        4.3.2 形狀的影響
        4.3.3 棱角的影響
        4.3.4 紋理的影響
    4.4 承載能力
        4.4.1 形狀的影響
        4.4.2 棱角的影響
        4.4.3 紋理的影響
        4.4.4 針片狀含量的影響
    4.5 變形特性
        4.5.1 形狀的影響
        4.5.2 棱角的影響
        4.5.3 紋理的影響
        4.5.4 針片狀含量的影響
    4.6 本章小結
第5章 結論與展望
    5.1 主要結論
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 展望
參考文獻
附錄
個人簡歷
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]花崗巖大粒徑級配碎石力學性能研究[J]. 譚波,郭志國,倪秋奕.  中外公路. 2020(01)
[2]集料表觀形態(tài)與瀝青混合料性能相關性分析[J]. 袁海.  鹽城工學院學報(自然科學版). 2019(03)
[3]基于性能的級配碎石混合料設計指標[J]. 涂慕溪,嚴二虎,陳禮彪,曾俊鋮,肖光書.  公路交通科技. 2019(09)
[4]離散元法的瀝青路面車-路動力學響應分析[J]. 嚴戰(zhàn)友,王朝輝,陳恩利,司春棣,王向平.  中國公路學報. 2019(09)
[5]陶瓷廢料阻熱瀝青混合料路面性能分析[J]. 譚波,倪秋奕,萬靠靠.  華僑大學學報(自然科學版). 2019(03)
[6]卸荷擋墻的土壓力有限元分析及結構優(yōu)化[J]. 譚波,倪秋奕.  華僑大學學報(自然科學版). 2019(01)
[7]瀝青混合料級配曲線模型的分形特征與應用[J]. 常宇捷.  黑龍江工程學院學報. 2018(06)
[8]貝雷法在半剛性基層中的應用[J]. 李濤,鄒靜蓉,湯顯平,張治強,雷潤杰,喻雅琴.  公路. 2018(12)
[9]集料均勻性對瀝青混合料低溫劈裂強度影響數(shù)值研究[J]. 劉貴應,戴俊巍,劉勇,高華,彭勇.  低溫建筑技術. 2018(11)
[10]基于AC-13瀝青混凝土的貝雷法級配設計研究[J]. 張凌云,金成,賈小龍,任斌.  公路. 2018(11)

博士論文
[1]瀝青混合料骨架填充體系細觀結構及應力應變傳遞機制研究[D]. 邢超.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]基于離散元的瀝青混合料空間結構形成過程研究[D]. 劉衛(wèi)東.東南大學 2016
[3]級配碎石材料力學特性和設計方法研究[D]. 李頔.長安大學 2013
[4]集料形態(tài)特征與混合料級配的圖像法分析技術研究[D]. 王超凡.長安大學 2011
[5]基于X-ray CT的瀝青混合料粗集料基礎特性研究[D]. 段躍華.華南理工大學 2011

碩士論文
[1]粗集料級配及形貌對瀝青混合料結構和性能的影響研究[D]. 張磊.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]基于離散元法的級配碎石形態(tài)重構與力學性能模擬[D]. 丁珣昊.東南大學 2017
[3]基于三維離散單元法的級配碎石動三軸數(shù)值試驗研究[D]. 王赫.長安大學 2017
[4]基于三維離散元的瀝青混合料數(shù)值模擬方法研究[D]. 鄧志剛.華南理工大學 2017
[5]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 2017
[6]基于離散元方法的瀝青混合料高溫變形特性研究[D]. 黃敏.東南大學 2017
[7]集料粒徑三維檢測方法研究[D]. 劉曉鵬.長安大學 2014
[8]基于集料表面紋理構造特征的瀝青路面抗滑機理研究[D]. 張毓.重慶交通大學 2014
[9]粗集料形狀特征的數(shù)字圖像分析[D]. 熊琴.重慶交通大學 2011
[10]基于振動法的級配碎石設計標準與設計方法研究[D]. 李（由頁）.長安大學 2010



本文編號：3206402