瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)蠕變損傷研究.pdf

1、瀝青路面以其良好的性能在道路建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用，雖然它有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是在路面的施工階段，投入使用階段以及維護(hù)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生不同程度的損傷，隨著這些損傷的不斷累積，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的裂化程度越來(lái)越嚴(yán)重，從而導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的承載力減小，加速路面結(jié)構(gòu)破壞，減少其剩余使用壽命，在一定程度上為國(guó)家造成了損失，所以很有必要搞清楚損傷的演化過(guò)程以及損傷對(duì)其內(nèi)力和變形產(chǎn)生的影響。
　　本文在粘彈性理論和損傷力學(xué)的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了瀝青混合料的蠕變損傷

2、本構(gòu)模型，并采用有限元軟件ABAQUS建立三維模型，研究其在考慮損傷和無(wú)損傷兩種狀態(tài)下力學(xué)響應(yīng)的變化。在此過(guò)程中，主要解決的問(wèn)題是損傷變量形式如何確定，如何將損傷場(chǎng)耦合到無(wú)損材料的本構(gòu)關(guān)系中，從而得到蠕變損傷本構(gòu)模型。
　　綜上，本文對(duì)下面幾個(gè)方面展開(kāi)了研究并得到有關(guān)結(jié)論：
　?。?）運(yùn)用連續(xù)介質(zhì)損傷力學(xué)理論和應(yīng)變等價(jià)原理，確定出能夠反映瀝青混合料變形的損傷變量，從而推導(dǎo)出蠕變損傷本構(gòu)模型的本構(gòu)方程。
　?。?）根據(jù)A

3、BAQUS用戶手冊(cè)，用FORTRAN語(yǔ)言二次開(kāi)發(fā)出蠕變損傷模型的用戶材料子程序UMAT，以便后續(xù)進(jìn)行有限元分析。
　　（3）驗(yàn)證該蠕變損傷模型及UMAT子程序的準(zhǔn)確性，應(yīng)用有限元數(shù)值分析法，通過(guò) UMAT子程序的接口將蠕變損傷本構(gòu)導(dǎo)入ABAQUS主程序，建立試驗(yàn)?zāi)K的三維有限元仿真模型，將損傷狀態(tài)下的計(jì)算結(jié)果與單軸靜載蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
　?。?）建立瀝青路面的三維模型，對(duì)瀝青路面在不同荷載和不同溫度下進(jìn)行有限元計(jì)算，研

4、究其在有損傷和無(wú)損傷兩種狀態(tài)下的不同響應(yīng)。從得到的計(jì)算云圖和數(shù)值結(jié)果可知，無(wú)論是變換荷載還是溫度，在不考慮損傷的情況下，等效蠕應(yīng)變只出現(xiàn)兩個(gè)階段，即剛開(kāi)始等效蠕應(yīng)變隨時(shí)間逐漸增大，之后幾乎成水平線，呈現(xiàn)固結(jié)效應(yīng)，這不符合實(shí)際情況，當(dāng)考慮損傷時(shí)，應(yīng)用本文建立的修正Burgers蠕變損傷模型結(jié)果曲線能夠很好地模擬瀝青混合料蠕變過(guò)程的三個(gè)階段，且破壞時(shí)間隨著荷載的增大和溫度的升高越來(lái)越短，同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)損傷值與等效蠕應(yīng)變、豎向位移存在一定的關(guān)