环氧沥青混凝土裂纹发展的三维可视化离散元模拟

发布时间：2018-08-12 18:16

【摘要】：为了在三维尺度下描述环氧沥青混凝土的裂纹发展行为,运用离散元程序PFC3D内置"Fish"语言,重构了环氧沥青混凝土非均质(集料、砂浆和空隙)多层次(矿料级配)结构三维虚拟试件,对虚拟试件微观组成成分之间的接触赋予了相应的微观接触模型,采用离散元方法实施了单边切口小梁虚拟三点弯曲试验,追踪并演示了微观裂纹的衍生发展全过程,并与室内数字摄像法捕捉的试件表面裂纹发展进行对比.研究结果表明:虚拟试验得到的宏观断裂力学响应与室内试验结果的吻合度较好,且虚拟试验结果的稳定性更优;三维离散元方法可以较好地模拟环氧沥青混凝土弯曲断裂过程中裂纹起裂与扩展行为,弥补了二维方法部分缺陷;基于离散元程序的追踪裂纹三维发展的模拟方法,可以作为研究沥青混凝土材料断裂特征的辅助手段.
[Abstract]:In order to describe the crack development behavior of epoxy asphalt concrete in three-dimensional scale, the heterogeneous (aggregate) of epoxy asphalt concrete was reconstructed by using the discrete element program PFC3D built-in "Fish" language. Three dimensional virtual specimens with multi-layer (gradation) structure of mortar and voids are given a corresponding microscopic contact model for the contact between the microscopic components of the virtual specimens. The virtual three-point bending test of one-sided notch trabeculae was carried out by using discrete element method. The whole process of micro-crack development was traced and demonstrated, and compared with the surface crack development of specimen captured by indoor digital camera method. The results show that the macroscopic fracture mechanical response obtained from the virtual test is in good agreement with the indoor test results, and the stability of the virtual test results is better. Three-dimensional discrete element method can simulate crack initiation and propagation of epoxy asphalt concrete during flexural fracture, which makes up for some defects of two-dimensional method. It can be used as an auxiliary means to study the fracture characteristics of asphalt concrete materials.
【作者单位】： 东南大学智能运输系统研究中心;苏州市公路管理处;Dept
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51178114,51308116) 国家科技支撑计划项目(2009BAG15B03)
【分类号】：U414

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本文编号：2179894