反射裂縫是半剛性基層瀝青路面的主要病害�；鶎硬牧嫌捎谳^大的剛度和本身的收縮特性極易發(fā)生開裂,一旦基層開裂,在反復溫度收縮作用及交通荷載的作用下,由于應力集中基層裂縫上方的面層材料也會發(fā)生開裂并快速擴展到面層頂部,使瀝青路面發(fā)生反射裂縫貫穿破壞。新近發(fā)展的擴展有限元方法在研究裂縫及裂縫擴展方面有不可替代的優(yōu)勢。擴展有限元使裂紋的幾何模型與有限元單元網格分離開來,在裂紋擴展過程中不需要反復的網格重構,能高效地對不連續(xù)問題進行分析計算。使用擴展有限元模擬計算時,裂紋可以從單元內部穿過,無需提前設置擴展路徑。為了描述裂縫疲勞擴展過程,本文采用了斷裂力學中的相關思想與方法。通過斷裂能釋放率改進的Paris公式可以將疲勞裂紋擴展分為三個過程:裂紋低速擴展階段、裂紋中速穩(wěn)定擴展階段和裂紋快速擴展階段。為了更加準確地描述裂紋疲勞擴展起始階段,本文采用了一種現象法模型。一旦該模型條件被滿足,裂縫疲勞擴展機制就被啟動,之后的擴展過程由改進的Paris公式參數控制�；跀U展有限元方法和改進的Paris公式,本文模擬計算了相關文獻中關于室內瀝青混合料半圓彎曲小梁疲勞擴展的試驗,模擬結果和試驗結果吻合度很高,表... 

【文章來源】：湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 半剛性基層瀝青路面反射裂縫研究概況
        1.2.2 擴展有限元研究概況
    1.3 主要研究內容
第2章 相關理論基礎
    2.1 疲勞斷裂力學理論
        2.1.1 斷裂力學理論
        2.1.2 疲勞裂縫擴展理論
    2.2 擴展有限元方法
        2.2.1 單位分解函數及擴展有限元公式
        2.2.2 水平集方法
    2.3 本章小結
第3章 相關試驗模擬及模型驗證
    3.1 試驗材料與試驗方法
        3.1.1 試驗材料及加載模型
        3.1.2 裂紋觀測系統(tǒng)
    3.2 SCB擴展有限元建模分析
        3.2.1 模型參數
        3.2.2 擴展有限元建模
    3.3 SCB擴展有限元模擬結果分析
        3.3.1 疲勞裂紋擴展過程
        3.3.2 裂紋疲勞擴展壽命分析
    3.4 本章小結
第4章 半剛性基層瀝青路面溫縮型反射裂縫疲勞擴展
    4.1 半剛性基層溫縮應力模型
    4.2 路面結構及疲勞參數
    4.3 半剛性基層溫縮型反射裂縫疲勞擴展模擬分析
        4.3.1 溫縮型反射裂縫疲勞擴展過程
        4.3.2 溫縮型反射裂縫疲勞壽命分析
    4.4 半剛性基層溫縮型反射裂縫疲勞擴展影響因素分析
        4.4.1 基層材料彈性模量對溫縮型反射裂縫疲勞擴展影響
        4.4.2 瀝青面層厚度對溫縮型反射裂縫疲勞擴展影響
        4.4.3 基層裂縫間距對溫縮型反射裂縫疲勞擴展影響
    4.5 本章小結
第5章 半剛性基層瀝青路面荷載型反射裂縫疲勞擴展
    5.1 荷載型反射裂縫擴展有限元建模
        5.1.1 交通荷載極不利位置確定
        5.1.2 路面結構參數及疲勞擴展參數
    5.2 荷載型反射裂縫疲勞擴展模擬結果
    5.3 荷載型反射裂縫疲勞擴展影響因素分析
        5.3.1 交通荷載大小對荷載型反射裂縫疲勞擴展影響
        5.3.2 面層厚度對荷載型反射裂縫疲勞擴展影
    5.4 基層溫縮-交通荷載耦合作用下反射裂縫疲勞擴展規(guī)律
        5.4.1 基層溫縮-交通荷載耦合作用下反射裂縫疲勞擴展建模
        5.4.2 基層溫縮-交通荷載耦合作用下反射裂縫疲勞擴展過程
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝
附錄 A(攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄)


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]經編復合聚酯玻纖布防反射裂縫性能試驗[J]. 周剛,李汝凱,王火明,李文輝.  中國公路學報. 2016(02)
[3]溫度作用下HDPE-橡膠粉改性瀝青應力吸收層防止反射裂縫性能[J]. 洪海,程培峰.  中國公路學報. 2014(12)
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[5]基于XFEM的鋼筋混凝土梁開裂數值模擬[J]. 楊濤,鄒道勤.  浙江大學學報(工學版). 2013(03)
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[8]瀝青路面反射裂縫擴展機理與防裂效果分析[J]. 孫雅珍,翟曉星,李寧.  沈陽建筑大學學報(自然科學版). 2012(06)
[9]發(fā)展基于CB殼單元的擴展有限元模擬三維任意擴展裂紋[J]. 莊茁,成斌斌.  工程力學. 2012(06)
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博士論文
[1]基于擴展有限元的瀝青路面疲勞開裂行為的數值研究[D]. 金光來.東南大學 2015
[2]基于路用要求的半剛性基層抗裂評價與改善措施研究[D]. 張宏君.長安大學 2009
[3]基于半圓彎曲試驗的瀝青混合料動態(tài)響應及斷裂性能研究[D]. 劉宇.哈爾濱工業(yè)大學 2009



本文編號：3181268