沥青混合料弹黏塑性损伤理论的研究与验证

发布时间：2017-09-24 05:17

  本文关键词：沥青混合料弹黏塑性损伤理论的研究与验证

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【摘要】：沥青路面在使用过程中会出现车辙和裂缝等病害,这些病害与沥青路面材料的损伤有关,为研究沥青路面材料的损伤演化规律,本文对沥青混合料的损伤进行了理论推导和试验验证。本文从黏弹损伤和黏塑损伤两方面对沥青混合料的损伤进行了研究。在黏弹损伤方面,总结了Schapery非线性黏弹损伤模型的理论及其在沥青混合料损伤研究中的应用。在黏塑损伤方面,提出了基于复合威布尔分布函数的黏塑损伤模型,并以等效黏塑损伤变量作为黏塑损伤的评价指标。通过将损伤变量代入应变硬化模型,使黏塑体的损伤体现在其黏塑应变中。为验证所提出的黏塑损伤模型的合理性,本文进行了不同温度和应力水平下的沥青混合料单轴压缩试验,试验结果表明损伤模型能很好地描述混合料的损伤过程。为直观地了解沥青混合料的损伤演化过程,本文根据损伤模型在不同条件下得到的拟合参数作出了对应的损伤演化图,并揭示出沥青混合料损伤与温度和荷载的关系。本文对沥青路面材料损伤监测进行了初步探索,提出以黏弹损伤变量S和等效黏塑损伤变量D(N)作为沥青路面材料的损伤状态评估指标。并指出沥青路面材料损伤状态监测系统的构建原则,对损伤状态监测系统的各组成部分进行了详细的描述,包括传感器子系统、数据采集与处理子系统、损伤状态评估子系统和数据管理子系统。利用MATLAB软件,本文采用小波分析方法对数据的预处理进行了初步研究。本文在沥青混合料损伤模型方面所做的研究工作,能用于沥青路面材料的损伤状态评估,将为沥青路面材料损伤状态监测系统的发展提供理论支持,为延缓路面病害的出现提供有效的解决途径。
【关键词】：沥青混合料 黏弹损伤 黏塑损伤 等效黏塑损伤变量 损伤状态评估指标 损伤状态监测系统
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究概况11-17
• 1.2.1 沥青混合料的力学性能描述方法11-12
• 1.2.2 沥青混合料本构模型12-15
• 1.2.3 沥青混合料的损伤模型15-17
• 1.3 主要研究内容和技术路线17-20
• 1.3.1 主要研究内容17-18
• 1.3.2 本文结构18-20
• 第二章 基于热力学的黏弹损伤模型20-34
• 2.1 弹性体的损伤模型20-23
• 2.1.1 弹性材料20-21
• 2.1.2 Schapery功势理论和弹性损伤模型21-23
• 2.2 黏弹体的损伤模型23-28
• 2.2.1 线性黏弹体24-25
• 2.2.2 弹性-黏弹性对应法则和伪应变理论25-26
• 2.2.3 非线性黏弹体26-27
• 2.2.4 基于热力学的黏弹性体损伤本构方程27-28
• 2.3 黏弹损伤模型的求解28-33
• 2.3.1 伪应变的计算28-30
• 2.3.2 损伤模型参数的求解30-33
• 2.3.3 模型参数的优化33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 基于威布尔分布的黏塑损伤模型34-45
• 3.1 基于Kachanov损伤律的黏塑应变模型34-40
• 3.1.1 应变硬化黏塑模型34-36
• 3.1.2 损伤变量和应变等效理论36
• 3.1.3 Kachanov蠕变损伤律36-38
• 3.1.4 重复加载下的黏塑应变38-40
• 3.2 威布尔分布的工程应用40-41
• 3.3 基于威布尔分布的黏塑损伤模型41-44
• 3.3.1 损伤模型的建立41-43
• 3.3.2 重复加载下的黏塑应变模型43-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 黏塑损伤模型的沥青混合料试验验证45-69
• 4.1 试验方案比选45-47
• 4.1.1 试验方法45-46
• 4.1.2 荷载与温度46-47
• 4.2 单轴重复压缩试验47-49
• 4.2.1 原材料47-48
• 4.2.2 试件的制备48
• 4.2.3 单轴重复压缩试验48-49
• 4.3 简单威布尔分布损伤模型的验证49-53
• 4.3.1 考虑损伤的黏塑应变模型49-50
• 4.3.2 黏塑应变模型的验证50-53
• 4.4 复合威布尔分布损伤模型的建立53-54
• 4.4.1 损伤模型的理论基础53
• 4.4.2 损伤模型的建立53-54
• 4.5 复合威布尔分布损伤模型的验证与分析54-63
• 4.5.1 AC-25 的拟合结果54-57
• 4.5.2 AC-20 的拟合结果57-60
• 4.5.3 AC-16 的拟合结果60-63
• 4.6 沥青混合料黏塑损伤的影响因素63-68
• 4.6.1 沥青混合料黏塑损伤演化图63-65
• 4.6.2 温度和荷载的影响65-68
• 4.7 本章小结68-69
• 第五章 沥青路面材料损伤监测的探索69-82
• 5.1 损伤状态的评估指标69-72
• 5.1.1 黏弹损伤评估指标70-71
• 5.1.2 黏塑损伤评估指标71-72
• 5.2 损伤状态监测系统的构建72-73
• 5.3 子系统的内容与功能73-75
• 5.3.1 传感器子系统73-74
• 5.3.2 数据采集与处理子系统74
• 5.3.3 损伤状态评估子系统74-75
• 5.3.4 数据管理子系统75
• 5.4 监测数据的降噪处理75-81
• 5.4.1 监测数据的模拟76-77
• 5.4.2 有效数据的提取与还原77-81
• 5.5 本章小结81-82
• 第六章 结论与展望82-85
• 6.1 主要结论82-83
• 6.2 进一步研究的建议83-85
• 参考文献85-90
• 附录90-93
• 附录 190-91
• 附录 291-93
• 攻读硕士期间取得的研究成果93-94
• 致谢94

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘俊卿;李倩;李红孝;;基于统计损伤理论的沥青混合料的蠕变模型[J];公路交通科技;2014年08期

2 李祚华;李安;滕军;;基于能量的混凝土单轴受压塑性损伤本构模型[J];土木工程学报;2012年S2期

3 赵延庆;唐积民;白龙;;利用沥青混合料复数模量确定松弛模量研究[J];建筑材料学报;2012年04期

4 邹海翔;乐阳;李清泉;叶嘉安;;基于Kriging插值的无检测器路段交通数据插补方法[J];交通运输工程学报;2011年03期

5 杨雅勋;郝宪武;孙磊;;基于能量系数-有效独立法的桥梁结构传感器优化布置[J];振动与冲击;2010年11期

6 姜绍飞;;结构健康监测-智能信息处理及应用[J];工程力学;2009年S2期

7 张久鹏;黄晓明;马涛;;沥青混合料损伤蠕变特性及模型研究[J];岩土工程学报;2008年12期

8 马翔;倪富健;陈荣生;;沥青混合料动态模量试验及模型预估[J];中国公路学报;2008年03期

9 郑健龙;吕松涛;田小革;;基于蠕变试验的沥青粘弹性损伤特性[J];工程力学;2008年02期

10 周庆华;沙爱民;;沥青高温流变评价指标对比[J];交通运输工程学报;2008年01期

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本文编号：909552