沥青混凝土路面结构蠕变损伤研究

《沥青混凝土路面结构蠕变损伤研究》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_____学号1211210965函要達統科技太#学位论文沥音混凝土路面结构蠕变损伤研究作者牛海涛指导教师姓名刘俊卿教授申请学位级别硕士专业名称工程力学论文提交日期2015.05论立答辩日期2015.06学位授予单位面妥達統新技大#答辩委员会主席马建勋评阅人马建勋赵冬本人郑重声明我所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中已经标明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他人在其它单位已申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研

2、究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：片角：日期：^关于学位论文使用授权的说明本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查_和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存学位论文。；(保密的论文在论文解密后应遵守此规定）i仑文作者•签名指导教师签名:日期：本人授权中国学术期刊（光盘版）杂志社、中国科学技术信息研究所等单位

3、将本学位论文收录到有关“学位论文数据库”之中，并通过网络向社会公众提供信息服务。因某种特殊原因需要延迟发布学位论文电子版，同意在□一年/□两年/□三年以后，在网络上全文发布。（此声明处不勾选的，默认为即时公开）论文作者鮮：指导教师签名:曰期:注：请将此页附在论文首页。西安建筑科技大学硕士学位论文沥青混凝土路面结构蠕变损伤研究专业：工程力学硕士生：牛海涛指导教师：刘俊卿教授摘要沥青路面以其良好的性能在道路建设中得到广泛的应用，虽然它有很多的优点，但是在路面的施工阶段，投入使用阶段以及维护过程中都会产生不同程度的损伤，随着这些损伤的不断累

4、积，路面结构内部的裂化程度越来越严重，从而导致路面结构的承载力减小，加速路面结构破坏，减少其剩余使用寿命，在一定程度上为国家造成了损失，所以很有必要搞清楚损伤的演化过程以及损伤对其内力和变形产生的影响。本文在粘弹性理论和损伤力学的基础上，推导出了沥青混合料的蠕变损伤本构模型，并采用有限元软件ABAQUS建立三维模型，研究其在考虑损伤和无损伤两种状态下力学响应的变化。在此过程中，主要解决的问题是损伤变量形式如何确定，如何将损伤场耦合到无损材料的本构关系中，从而得到蠕变损伤本构模型。综上，本文对下面几个方面展开了研究并得到有关结论：（1）

5、运用连续介质损伤力学理论和应变等价原理，确定出能够反映沥青混合料变形的损伤变量，从而推导出蠕变损伤本构模型的本构方程。（2）根据ABAQUS用户手册，用FORTRAN语言二次开发出蠕变损伤模型的用户材料子程序UMAT，以便后续进行有限元分析。（3）验证该蠕变损伤模型及UMAT子程序的准确性，应用有限元数值分析法，通过UMAT子程序的接口将蠕变损伤本构导入ABAQUS主程序，建立试验模块的三维有限元仿真模型，将损伤状态下的计算结果与单轴静载蠕变试验结果进行对比。（4）建立沥青路面的三维模型，对沥青路面在不同荷载和不同温度下进行有限元计算

6、，研究其在有损伤和无损伤两种状态下的不同响应。从得到的计算云图和数值结果可知，无论是变换荷载还是温度，在不考虑损伤的情况下，等效蠕应变只出现两个阶段，即刚开始等效蠕应变随时间逐渐增大，之后几乎成水平线，呈现固结效应，这不符合实际情况，当考虑损伤时，应用本文建立的修正Burgers西安建筑科技大学硕士学位论文蠕变损伤模型结果曲线能够很好地模拟沥青混合料蠕变过程的三个阶段，且破坏时间随着荷载的增大和温度的升高越来越短，同时我们还发现损伤值与等效蠕应变、竖向位移存在一定的关系，并且通过Origin8.0拟合出精度比较高的关系式，为沥青混合料

7、蠕变损伤的深入研究提供一些参考。关键词：沥青混合料；修正Burgers蠕变模型；损伤模型；有限元；UMAT子程序西安建筑科技大学硕士学位论文CreepDamageofAsphaltConcretePavementStructureResearchSpecialty:EngineeringmechanicsPostgraduate:NiuHaitaoInstructor:Prof.LiuJunqingABSTRACTWithitsgoodperformance,asphaltpavementhasbeenwidelyusedinroad

8、construction.Althoughithasmanyadvantages,buttheroadwillproducedifferentdegreesofdamageduringtheconstructionpha