复合混凝土黏弹特性的试验研究及其离散元模拟

发布时间：2023-05-04 03:13

　　路面材料力学特性与路用性能需求相匹配一直是路面材料设计的目标之一,然而由于现有主要路面材料——沥青混合料和水泥混凝土各自力学特性的局限,导致路面的高、低温性能难以同时兼顾。复合混凝土是一种在大空隙基体沥青混合料中灌注水泥浆料从而具有刚柔并济的力学性能的路面材料,已有的研究仅关注于其各项路用性能的优劣,未能深入认识其真实力学性能,从而导致其应用具有局限性。而黏弹特性正是该材料的力学本质属性,为此进行复合混凝土在多因素影响下的黏弹特性变化规律研究,并揭示其材料内部细观受力机制有利于明确其材料力学特点,从而指导其材料应用,故开展如下研究工作。首先,进行复合混凝土组成设计研究,获得目标类型复合混凝土材料。通过测定矿料、沥青和水泥浆料等原材料的技术指标,利用“改进体积法”完成目标空隙率基体沥青混合料的设计,并实测证明该方法满足设计需求。然后采用四步灌浆工艺成型复合混凝土材料并测定其密度、劈裂强度和抗压强度等基本物理力学参数,结果表明其材料基本力学性能可满足路面材料的一般设计要求。其次,根据复合混凝土的组成结构特点,分别研究基体沥青混合料空隙率、沥青结合料类型对其黏弹性能的影响规律,明确其宏观力学...

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及目的和意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 复合混凝土研究
        1.2.2 沥青混合料黏弹性研究
        1.2.3 离散元方法用于沥青混合料研究
        1.2.4 国内外文献综述的简析
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 复合混凝土组成设计研究
        1.3.2 复合混凝土宏观黏弹特性的试验研究
        1.3.3 复合混凝土黏弹本构模型的确定
        1.3.4 复合混凝土细观黏弹特性的离散元模拟研究
        1.3.5 技术路线
第2章 复合混凝土组成设计
    2.1 原材料性能
        2.1.1 矿料
        2.1.2 沥青
        2.1.3 水泥浆料
    2.2 基体沥青混合料的设计
        2.2.1 设计方法
        2.2.2 设计流程
        2.2.3 级配确定
        2.2.4 配合比计算及确定
    2.3 复合混凝土成型工艺
    2.4 复合混凝土物理力学参数
    2.5 本章小结
第3章 复合混凝土宏观黏弹特性的试验研究
    3.1 试验方法
    3.2 刚柔比例的影响
        3.2.1 动态模量试验
        3.2.2 弯曲蠕变试验
        3.2.3 单轴静载压缩蠕变试验
    3.3 沥青结合料类型的影响
        3.3.1 动态模量试验
        3.3.2 弯曲蠕变试验
        3.3.3 单轴静载压缩蠕变试验
    3.4 本章小结
第4章 复合混凝土黏弹本构模型的确定
    4.1 沥青混合料黏弹本构模型
        4.1.1 黏弹性
        4.1.2 本构模型
    4.2 本构模型的选择及确定
        4.2.1 修正Burgers模型
        4.2.2 广义Kelvin模型
        4.2.3 本构模型的确定
    4.3 基体沥青混合料空隙率对黏弹参数的影响分析
    4.4 本章小结
第5章 复合混凝土细观黏弹特性的离散元模拟研究
    5.1 模型的建立
        5.1.1 模型假定
        5.1.2 模型颗粒的生成
        5.1.3 边界条件及初始条件的确定
        5.1.4 材料特性及接触类型的确定
    5.2 参数的获取
        5.2.1 线性接触模型参数
        5.2.2 平行黏结模型参数
        5.2.3 Burgers模型参数
    5.3 PFC3D加载方法
    5.4 复合混凝土动态模量试验的离散元模拟
        5.4.1 模拟试验实现
        5.4.2 试验结果
    5.5 复合混凝土单轴压缩蠕变试验的离散元模拟
        5.5.1 模拟试验实现
        5.5.2 试验结果
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3807838