分离式混凝土路面加铺层反射裂缝疲劳扩展三维有限元分析

发布时间：2022-11-10 22:17

　　水泥混凝土路面作为刚性路面的典型代表之一,其优异的耐久性和稳定性得到了众多研究学者的广泛认可,已被广泛的应用于各种道路工程设计中。在刚性路面的修复技术上,分离式混凝土加铺技术以其良好的加铺效果和较高的施工效率,逐渐受到专家学者们的青睐。然而,由于实际工程设计中长期缺乏完备的理论依据,反射裂缝疲劳扩展的力学机理又尚未得到充分的认识,这使得目前对分离式加铺层的设计仍停留在半理论半经验的探索阶段。因此,完整的观察反射裂缝在分离式混凝土加铺层中的扩展过程,充分认识反射裂缝的疲劳扩展机理及裂纹形态变化,全面的分析各层厚度对加铺层疲劳寿命的影响,对加铺材料性能的评估、加铺厚度的合理取值、加铺方法的改进优化等方面都有着非常重要的意义。针对以上提出的研究目标,本文首先回顾了大量的国内外相关文献,针对现有理论研究的不足提出了本文的研究思路和方法,确定了以线弹性断裂力学为核心的理论分析基础,并借助ABAQUS中的扩展有限元模块实现了疲劳裂纹的连续扩展,建立了带贯穿裂纹的分离式混凝土路面三维有限元模型,并对其进行了移动荷载下的疲劳计算和分析。模型提交之前,本文对上述模型进行了进一步优化,从网格规则性和网格敏... 

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 分离式加铺层路面研究概况
        1.2.1 基本结构形式
        1.2.2 研究背景及现状
        1.2.3 存在的问题
    1.3 本文的主要研究内容和技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
        1.3.3 论文组织
2 有限元模型的建立
    2.1 核心理论
        2.1.1 线弹性断裂力学
        2.1.2 虚拟裂纹闭合法
        2.1.3 Paris疲劳扩展律
        2.1.4 网格敏感性
        2.1.5 扩展有限单元法
        2.1.6 Direct Cyclic算法
        2.1.7 ABAQUS的计算流程
    2.2 模型的建立
        2.2.1 模型基本假定
        2.2.2 结构基本尺寸和材料参数
        2.2.3 移动荷载的施加
        2.2.4 网格划分
        2.2.5 边界条件
    2.3 总结
3 材料疲劳参数的标定
    3.1 网格敏感性分析
    3.2 疲劳参数的标定
        3.2.1 水泥混凝土疲劳参数标定
        3.2.2 沥青混凝土疲劳参数标定
    3.3 疲劳参数的修正
        3.3.1 三维路面模型K_(Ic)的计算
        3.3.2 水泥混凝土疲劳参数修正
        3.3.3 沥青混凝土疲劳参数修正
        3.3.4 针对B和d_0的讨论
4 结果分析
    4.1 疲劳裂纹扩展机理分析
    4.2 结构疲劳寿命分析
5 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 本文创新点
    5.3 今后研究展望
        5.3.1 本文的不足
        5.3.2 研究展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于内聚力模型的沥青混凝土疲劳损伤数值研究(英文)[J]. 金光来,黄晓明,张苏龙,梁彦龙.  Journal of Southeast University（English Edition）. 2013(04)
[2]基于虚拟裂纹闭合法计算裂纹扩展的能量释放率[J]. 肖涛,左正兴,刘栋,龙凯.  北京理工大学学报. 2010(01)
[3]基于断裂分析的沥青路面疲劳寿命预测[J]. 罗辉,朱宏平.  中外公路. 2007(04)
[4]混凝土强度尺寸效应研究[J]. 周青松,于清树,冯本秀.  矿业快报. 2006(06)
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[8]混凝土的尺寸效应[J]. 黄海燕,张子明.  混凝土. 2004(03)
[9]STRATA反射裂缝应力吸收层施工技术[J]. 张忠岐,吴江龙,狄谨.  武汉理工大学学报. 2003(12)
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博士论文
[1]基于半圆弯曲试验的沥青混合料动态响应及断裂性能研究[D]. 刘宇.哈尔滨工业大学 2009

硕士论文
[1]基于扩展有限元法的复合（Ⅰ-Ⅱ）加载条件下CTS疲劳裂纹扩展行为研究[D]. 贺红凯.南昌大学 2014
[2]结构疲劳裂纹产生与扩展的计算模拟[D]. 曾竞龙.武汉理工大学 2005



本文编号：3705379