基于DEM的矿质混合料荷载演化及分布特征研究

发布时间：2024-05-28 06:16

　　沥青混合料组成中,颗粒状的集料按质量比计算占90%以上,体积比占85%以上,是沥青混合料的主要强度来源。沥青混合料服役性能与矿质混合料集料颗粒材料的形态和颗粒间细观力学参数等密切相关。因此,开展矿质混合料细观力学特性的研究,有助于深入理解、分析及预估沥青混合料的力学性能。本文以研究矿质混合料内部结构细观荷载演化与分布特征为主线,进行了一系列室内试验和仿真试验,深入分析了矿质混合料中集料颗粒的荷载特征及颗粒几何形态对荷载特征的影响。首先,选取典型级配SMA-16和AC-25进行矿质混合料室内填充试验,并选取典型几何形态集料颗粒建立非球形颗粒模型,借助离散元软件EDEM开展矿质混合料填充仿真试验。分析试验结果,得到表征矿质混合料中集料颗粒构成骨架或填充空隙功能强弱的指标,即颗粒功能指数;验证了仿真试验的可行性。其次,通过EDEM后处理分析并结合MATLAB编程,提取矿质混合料在压实过程中的力学参数数据,量化分析接触数、接触力、集料颗粒位移、位移角等参数,了解矿质混合料受力结构的形成,分析集料颗粒所发挥的作用。再次,研究加载完成时矿质混合料荷载分布特征,统计分析矿质混合料接触数、接触力分布特...

【文章页数】：110 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 矿质混合料细观结构特征研究
        1.2.2 颗粒材料细观力学特征研究
        1.2.3 针片状颗粒对沥青混合料性能及细观结构的影响研究
        1.2.4 小节
    1.3 主要研究内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 总体技术路线图
第2章 矿质混合料填充试验与仿真方案
    2.1 矿质混合料室内填充试验
        2.1.1 矿料基本性能
        2.1.2 级配设计
        2.1.3 填充试验方案与方法
    2.2 仿真原理简介
        2.2.1 离散单元法
        2.2.2 颗粒接触模型
        2.2.3 EDEM仿真原理简介
    2.3 矿质混合料填充仿真试验
        2.3.1 非球形颗粒建模
        2.3.2 仿真模具建模
        2.3.3 仿真参数设置
        2.3.4 仿真试验方案
    2.4 小结
第3章 矿质混合料填充特征研究
    3.1 矿质混合料填充特征的试验分析
        3.1.1 矿质混合料填充特征分析
        3.1.2 集料颗粒功能分析
    3.2 矿质混合料填充特征的仿真分析
    3.3 小结
第4章 矿质混合料压实过程荷载演化特征研究
    4.1 试验参数提取
    4.2 矿质混合料压实过程中荷载演化特征
        4.2.1 接触数特征
        4.2.2 接触力特征
    4.3 矿质混合料压实过程集料运动特征
        4.3.1 位移特征
        4.3.2 位移角特征
    4.4 小结
第5章 矿质混合料荷载分布特征研究
    5.1 矿质混合料荷载随试件高度分布特征
        5.1.1 接触数特征
        5.1.2 接触力特征
    5.2 矿质混合料荷载分布特征
        5.2.1 接触力分布规律
        5.2.2 接触力分布拟合
        5.2.3 荷载分布量化分析
    5.3 矿质混合料荷载特征与集料功能相关性分析
    5.4 小结
第6章 颗粒几何形态对矿质混合料荷载特征影响研究
    6.1 非球形颗粒与球形颗粒对矿质混合料荷载特征的影响
    6.2 颗粒几何形态对矿质混合料压实过程荷载演化特征影响分析
        6.2.1 针状颗粒的影响
        6.2.2 片状颗粒的影响
    6.3 颗粒几何形态对矿质混合料荷载分布特征影响分析
        6.3.1 针状颗粒的影响
        6.3.2 片状颗粒的影响
    6.4 颗粒几何形态对矿质混合料影响相关性分析
    6.5 小结
结论与展望
    论文主要研究结论
    论文创新点
    论文后续工作展望
参考文献
攻读硕士期间所发表的学位论文
致谢



本文编号：3983601