基于內(nèi)聚力模型和三維離散元法瀝青混合料劈裂試驗研究.pdf

1、瀝青混合料劈裂試驗，作為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計、瀝青混合料設(shè)計的內(nèi)容之一，同時，也是研究瀝青混合料破損機理的手段之一。劈裂試驗因其操作簡單，且在加載時，位于試件中部的應(yīng)力狀態(tài)，較路面在受荷時的應(yīng)力狀態(tài)相類似，因此，劈裂試驗在瀝青混合料力學(xué)性能研究中得到了廣泛的應(yīng)用。
　　離散單元法(DEM)作為數(shù)值模擬方法的一種，更適于模擬顆粒組合體的細(xì)觀力學(xué)表現(xiàn)行為，在進行非連續(xù)介質(zhì)材料數(shù)值模擬時，DEM具有顯著的優(yōu)勢。瀝青混合料作為非連續(xù)介質(zhì)材料的一種

2、，其不連續(xù)性主要體現(xiàn)在三個方面:集料和瀝青膠漿界面處材料性能的不連續(xù)性，相鄰集料顆粒間的不連續(xù)性，以及相鄰孔隙間的不連續(xù)性。通過離散單元法建立瀝青混合料微觀結(jié)構(gòu)模型更為直觀，并且離散單元法在描述瀝青混合料細(xì)觀裂紋擴展及斷裂過程中得到了大量應(yīng)用。
　　內(nèi)聚力模型(CZM)在研究瀝青混合料裂紋擴展中有著顯著的優(yōu)勢，如內(nèi)聚力模型可以較好的模擬瀝青混合料裂紋擴展的全過程，以及開裂過程中力學(xué)性能的變化，使得內(nèi)聚力模型在瀝青混合料力學(xué)性能研究

3、中得到了廣泛關(guān)注。
　　本文依托瀝青混合料劈裂室內(nèi)試驗，借由萬能壓力試驗機，輸出劈裂試驗過程中的豎向荷載-位移全曲線，結(jié)合CT掃描技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)及三維離散單元法，基于內(nèi)聚力模型選用材料參數(shù)，進行瀝青混合料劈裂試驗三維離散元數(shù)值模擬研究。在瀝青混合料劈裂試驗三維離散元模型重構(gòu)過程中，集料采用cluster型，并使用實際邊界信息，為離散單元基本元素賦予接觸粘結(jié)模型，分別以加載速率、模型參數(shù)、溫度、油石比為影響因素進行三維離散元