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《基于離散單元法的瀝青混合料疲勞概率分布多尺度研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、碩士學位論文基于離散單元法的瀝青混合料疲勞概率分布多尺度研究作者姓名李明匯學科專業(yè)道路與鐵道工程指導教師吳文亮副教授所在學院土木與交通學院論文提交日期2018年4月Multi-scalestudyonfatigueprobabilitydistributioncharacteristicsofasphaltmixturebasedondiscreteelementmethodADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:LiMinghuiSupervisor:Associ
2、ateProf.WuWenliangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分類號:U414學校代號:10561學號:201520106467華南理工大學碩士學位論文基于離散單元法的瀝青混合料疲勞概率分布多尺度研究作者姓名:李明匯指導教師姓名、職稱:吳文亮副教授申請學位級別:工學碩士學科專業(yè)名稱:道路與鐵道工程研究方向:道路建筑材料論文提交日期:2018年4月15日論文答辯日期:2018年6月4日學位授予單位:華南理工大學學位授予日期:年月日答辯委員會成員:主席:汪益敏委員:
3、吳文亮張麗娟徐偉陳頁開孫長新摘要隨著經(jīng)濟的發(fā)展,我國的道路建設和技術研究正處于一個飛速發(fā)展的時期,但瀝青混合料路面的各類病害,對車輛行駛的舒適性和安全性造成了很大的影響。疲勞破壞是瀝青路面的主要破壞形式之一。人們對于瀝青混合料疲勞性能的研究已經(jīng)展開了很多的工作,主要是偏重于瀝青混合料宏觀性能的研究,而對于瀝青混合料疲勞性能的可靠度評價以及細觀性能的研究較少。本文在前人研究成果的基礎上,建立二維數(shù)值離散元試件并進行室內試驗模擬分析疲勞壽命的概率分布特性以達到探索瀝青疲勞壽命可靠度的問題。通過對比分析室內實驗結果,表明疲勞壽命的We
4、ibull分布特性是瀝青混合料的基本特性,采用虛擬實驗能夠很好的模擬瀝青混合料的疲勞試驗和分析瀝青混合料的疲勞可靠度。首先,本文選用四點小梁彎曲疲勞試驗方法,采用英國的COOPER公司生產的疲勞試驗機,進行了室內宏觀試驗,分析了AC-16C型和AC-13C瀝青混合料疲勞壽命分布結果,驗證了相同條件下瀝青混合料疲勞壽命符合雙參數(shù)Weibull分布。其次,通過體視學的方法將三維的集料級配轉化成二維集料級配,最后計算得到粗集料級配。對比不同的集料生成方法的優(yōu)劣,修正了基于圓的隨機拓展方法,生成了凸多面形的粗集料,將隨機生成的粗集料導入
5、PFC3.0中,通過隨機刪除砂漿來模擬瀝青混合料內部空隙,最后構建出完整的瀝青混合料二維模型。再次,根據(jù)內部材料組成分析確定瀝青混合料離散元基礎模型。建立了各宏觀參數(shù)和微觀參數(shù)的關系,并通過參數(shù)標定得到瀝青混合料疲勞試件的微觀參數(shù),對虛擬試件進行相同條件下的模擬實驗,驗證了虛擬實驗的疲勞壽命仍然符合雙參數(shù)Weibull分布。最后,建立不同空隙率的瀝青混合料疲勞虛擬試件,并分析不同空隙率疲勞試件結果,結果表明,空隙率對瀝青混合料疲勞壽命有較大影響,這與實際相符,并通過工業(yè)CT掃描馬歇爾試件,得到AC-13C瀝青混合料空隙大小和數(shù)量
6、的關系,將真實空隙分布結果進行虛擬實驗,進一步分析疲勞壽命分布符合雙參數(shù)Weibull分布的結果。關鍵詞:瀝青混合料;離散元;疲勞壽命;細觀結構IABSTRACTWiththedevelopmentofeconomy,roadconstructionanditstechnologyresearchinChinaisrapidlydeveloping,whileallkindsofdiseasesofasphaltmixturepavementhavereducedthecomfortandsafetyofvehicle.Fati
7、guedamageisoneofthemaindamageform.Researchershavedoneagreatmanystudyontheperformanceofasphaltmixturefatigue.Theymainlyfocusonmacrostudyoftheperformanceofasphaltmixturewhilepaidlessattentiononthefatigueanalysisoftheasphaltmixtureinthemicrostructurelevel.Onthebasisofpr
8、edecessors'researchresults,thispaperestablishedatwo-dimensionalnumericaldiscreteelementspecimenandconductedlaboratorysimulationtest