瀝青混凝土面板低溫抗裂的有限元分析.pdf

1、人類很早就使用瀝青作為防滲材料,近代由于交通運(yùn)輸業(yè)的蓬勃發(fā)展,瀝青混合料被越來越多的應(yīng)用于路面攤鋪。隨著這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展,瀝青混合料在水利工程中逐漸得到應(yīng)用,并慢慢發(fā)展成為較成熟的水工瀝青混凝土防滲技術(shù)。
　　瀝青混凝土具有良好的防滲性能及變形性能等優(yōu)點(diǎn),是土石壩面板及蓄水池防滲面板的首選材料。瀝青混凝土是一種粘彈性材料,高溫時(shí)呈現(xiàn)粘塑性,低溫時(shí)則表現(xiàn)出脆性特點(diǎn)。寒冷地區(qū)瀝青混凝土面板直接與大氣接觸,內(nèi)部溫度呈現(xiàn)梯度變化,導(dǎo)致溫度應(yīng)

2、力在厚度方向分布不均,如果溫度應(yīng)力的大小超過材料的抗拉極限,就可能產(chǎn)生裂縫。低溫裂縫是瀝青混凝土面板面臨的主要危害之一,國內(nèi)外工程中均有此類事故發(fā)生。因此,如何簡(jiǎn)便有效的預(yù)估瀝青混凝土面板的溫度場(chǎng)與溫度應(yīng)力,作為判斷面板是否會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫的依據(jù),為面板設(shè)計(jì)提供幫助,正是本文研究的重點(diǎn)。
　　瀝青混凝土屬于粘彈性材料,其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系相對(duì)復(fù)雜,目前表征其本構(gòu)關(guān)系的形式多種多樣,國際尚無統(tǒng)一意見。本文使用有限元方法計(jì)算瀝青混凝土面板溫度

3、應(yīng)力,選用八節(jié)點(diǎn)矩陣單元,在建立有限元模型后,先計(jì)算面板各時(shí)間不同厚度的溫度值,然后將計(jì)算出的溫度作為載荷施加到模型中,求解其溫度應(yīng)力。
　　本文結(jié)合國內(nèi)工程實(shí)例,根據(jù)工程區(qū)氣候條件,選取極端寒冷天氣時(shí),一天內(nèi)的溫度變化情況,計(jì)算其對(duì)瀝青混凝土面板溫度場(chǎng)和溫度應(yīng)力的影響。計(jì)算分為竣工期和運(yùn)行期(蓄水前以及蓄水后水位突降時(shí))工況,面板直接與大氣相接觸。計(jì)算完成后,找出最大應(yīng)力值,作為判別面板是否開裂的依據(jù)。
　　本文為瀝青混凝