基于材料细观界面特征的沥青混凝土试件开裂过程数值模拟

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1、表兩未聲硕±学位论文基于材料细观界面特征的漏青混凝±试件开裂过程数值模拟专业名称：道路与铁道工程Ｉｒ研究生姓名：郭江导师姓名：李波副教授纖ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＡｓｐｈａｌｔＣｏｎｃｒｅｔｅＳｐｅｃｉｍｅｎＣｒａｃｋｉｎＰｒｏｃｅｓｓＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃＭａｔｅｒｉａｌｇＩｎｔｅｒｆａｃｅＦｅａｔｕｒｅｓＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｈｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍ

2、ｉｃＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｎｅｅｒｉｎｇｇｉｇＢＹＧｕｏ？ＨａｎｇＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｐｙＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆｅｓｓｏｒＬｉＣｈａｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎｐＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＡｒｉｌ２０１５ｐ东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进斤的研巧工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大

3、学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材斜。与我一同工作的同志对本研巧所做的巧何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研巧生签名：日期：Ｗ化今东南大学学位论女使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有权枯留本人所送交学位论文的复印，可Ｗ采用影印件和电子文档、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的巧容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被査阅和借阅，可Ｗ公布（包括）论文的全部或部分内容刊登。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：Ｉ导师

4、答名：：Ｗ化Ｘｐ＞＿日期令摘要基于材料细观界面特征的渐青漏凝止试件开裂过程数值模拟摘要研巧生：郭江导师：李巧（东南大学交通学院江苏南京２１００９６）在实际使用过程中，巧青路面有可能产生多种多样的病害，其中渐青路面开裂己成为世界各国公路工程共同一面临的重要技术问题。目前，针对衡青路面的开裂研巧，大多是借助试验方法进斤的，但鉴于渐青混凝王挂材料的榜殊佐若惜助大规模的试验进行渐青泡凝王的断裂研苑不但耗时耗力■孙視青混凝王材料获取，也难队Ｈ确定的结果。，且路面整体的开裂行为也难Ｗ预测因此

5、，有必要借助数值方法建立紙青混凝±的如观断裂模型，研把視青混凝王的断裂行为。本文从抽观尺度化发，并结合内聚力模型研巧渐青混凝±试件裂缝的形成和扩展问一步探索洒青海凝生产生裂缝的内在机理一風进，这对于今后渐青混凝±的设计也有定的指导意义。首先，本文针对二维数字试件，提出了各粒径粗集料个数的确定方法、粗集料不规则形状的生成、粗集料随、机投放算法Ｗ及二淮数字试件可视化方法，可表征彻青混凝±的粗集料级配粗集料含量、粗集料最大粒径、粗、集料空间分布、空隙大小、空隙率大小空隙分布等特征；针对三维数字试件，为简化考虑，将粗集料

6、看作是球，提出了各粒毎斗个数的确定方法、粗集料随机投放算法＂及粗集料单元与巧青砂浆单元的区分算法形颗粒；结合粘聚力模型的齡和基本理论’选定了适用于漁青混凝王材料的双线性粘聚力模型，推导了粘聚力单元在有二限元中的计算格式；介绍了维零厚度粘聚力单元ｆ入算法和兰维零厚度粘聚力单元嵌入算法。一其次一，进行了内聚力模型的试验参数研巧，采用半为满青砂浆半为岩石的复合试件测定粗集青砂浆界面的断裂能和粘结强度，采用渐青砂浆试件测定巧青砂浆青砂浆界面的断裂能和粘结强度。在进行试验材料掛正的基础上一，计算得到了衡青砂浆的级配组成

7、和油石比，通过吉点弯曲小梁试验确定了粗集料？青砂２２一．８２Ｊ／ｍ浆界面断裂能为撕，巧青砂装ｉＳ青砂浆界面断裂能为３２６．９１Ｊ／ｍ通过劈裂试验确定了粗集青：一巧浆界面粘结强度为为２．８７ＭＰａ？青砂浆界面粘结强度为４．巧Ｍ。，渐青砂浆ｐａ再次，在进行況青沼，获取并处理了小梁试件的数字图像凝王小梁Ｈ点弯曲试验的基础上，将小梁数字图＂＂像导入ＡＢＡＱＵＳ软件进行建模二一，借助维零厚度粘聚力单元嵌入程序在渐青砂浆巧青砂浆界面和粗集料一渐青砂浆界面上嵌入了两种零厚度的粘聚力单元，将建好的断裂模型提交给ＡＢＡＳＱＵ软件进

8、行汁算，在能量消耗一位移响应的基础上，对比分析了试验结果和数值模拟结果的差异，论证了数值模拟结果的适用性，并对数值模拟的断裂过程进行了分析。然后，运用二測观断裂模型并结合產拟断裂试验，主要研究了粗集繼性（觀料级配、粗集料含