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《基于图像智能识别和离散元方法的沥青混合料数字化仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、分类号:U41610710-2015121258硕士学位论文基于图像智能识别和离散元方法的沥青混合料数字化仿真研究姚舜导师姓名职称刘玉副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称道路与铁道工程论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月11日学位授予单位长安大学DigitalsimulationofasphaltmixturebasedonimageintelligentrecognitionanddiscreteelementmethodAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YaoShunSu
2、pervisor：AssociateProfessorLiuYuChang’anUniversity,Xi’an,China摘要沥青混合料是道路工程中最常用的材料之一，其路用性能由原材料、级配、成型方式（分布）三个因素共同决定。这些因素内涵复杂、难以定量、且又互相影响，同时试验手段的有限与数据监测的困难，使得现有的方法很难进一步推动沥青混合料研究的发展。有鉴于此，本论文基于道路工程、CT透层技术、图像处理与智能识别技术、离散元方法、力学理论，提出了一种沥青混合料的数字化仿真方案，模拟了沥青混合料试件及其整个加载过程，为沥青混合料的研究提供了重要的方法和手段
3、。当前，沥青混合料的研究中存在着两个难题。第一，混合料的组分及分布问题。第二，混合料的试验与检测方法问题。而沥青混合料的数字化仿真技术能够为这两个问题的解决提供方案。研究中，文章基于当前先进的CT透层技术、图像智能识别技术，离散元方法，力学理论，借助PFC3D、Matlab、Avizo、C++、QT等商业软件，提出了一套自动化、高效率、高精度的混合料数字化仿真方案，最后基于AASHTO室内试验进行了验证。具体的，首先，针对混合料中各组分及其分布问题，文章基于CT技术、图像技术，提出了一种智能识别混合料中集料、胶浆与孔隙的算法，将现实中的沥青混合料彻底数字化
4、，并建立了沥青混合料的数据库。其次，对于混合料的试验与检测问题，文章基于混合料数字化重构、离散元方法、力学理论、C++等技术对沥青混合料进行了试验仿真。具体的，为了实现高精度、高效率的混合料仿真，文章提出了一种新的沥青混合料的仿真方案，并基于道路工程、力学理论、数值方法，编写了适用于道路领域沥青砂浆的stdburgers模型，用来模拟沥青砂浆的流变与破坏行为。另外，文章提出的沥青混合料仿真方案，与现行的方案相比，不仅大幅度提高了模型精度，同时也使效率得到了8~10倍的提升，为系统性、大规模的仿真试验奠定了基础。最后，文章结合AASHTO动态模量实验、三轴试
5、验验证了混合料仿真模型的合理性。沥青混合料的数字化仿真，意味着荷载作用下的混合料，在任意时刻、任意组分的应力应变信息与几何特征都在掌握之中。另外，这也意味着沥青混合料的彻底数字化。一块2T的硬盘将能够存储超过1000个以上的沥青混合料试件，而且这些数字化的试件不仅包含了过去与现在混合料中的各种信息，而且更加能反复用于未来混合料的各种性能测试。可以说，相比于真实的、一次性的、难以储存的室内试件，沥青混合料的数字化试件同样具有不可替代的优势与巨大的发展前景。关键词：沥青混合料，数字仿真，CT技术，图像智能识别技术，离散元方法IAbstractAsphaltmi
6、xtureisoneofthemostcommonlyusedmaterialsinroadengineering,anditsroadperformanceisdeterminedbythreefactors,namely,rawmaterials,gradationandcompaction(distribution).Thesefactorsarecomplex,difficulttoquantify,andinteractwitheachother.Atthesametime,thelimitedmeansoftestandthedifficult
7、yofdatamonitoringmakeitdifficulttofurtherpromotethedevelopmentoftheresearchofasphaltmixture.Inviewofthis,thispaper,basedonroadengineering,CTtechnology,imageprocessingandintelligentrecognitiontechnology,discreteelementmethodandmechanicstheory,presentsadigitalsimulationschemeofaspha
8、ltmixture,whichsimulatestheasphal
