基于离散单元法的沥青马蹄脂模型细观参数确定

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1、第36卷，第5期公路工程Vo1．36，No．52011年10月HighwayEngineeringOct．，2011基于离散单元法的沥青马蹄脂模型细观参数确定王嘉骏，张宏超(同济大学交通运输工程学院，上海201804)[摘要]采用离散元软件PFC对沥青马蹄脂的细观力学行为进行模拟，其中数值模型细观参数的确定是国内外研究学者公认的难题。为了解决这一难题，PFC程序采用伯格斯粘弹性模型模拟沥青马蹄脂的细观接触，并通过伯格斯模型本构行为方程推导模型参数与细观参数之间关系，然后通过室内试验将代表材料性质的宏

2、观参数转化成细观参数，并给出具体的表达式，避免使用模型参数试算的方法，从而直接确定PFC接触模型参数。[关键词】沥青马蹄脂；离散元；细观参数；伯格斯模型[中图分类号]U414．1[文献标识码]A[文章编号]1674—0610(2011)05—0140—04DeterminationtoModelMicroscaleParametersofAsphaltMasticWANGJiajan，ZHANGHongchao(SchoolofTransportationEngineering，TongjiUniv

3、ersity，Shanghai201804，China)[Abstract]Microscalemechanicalbehaviorofasphaltmasticissimulatedaccordingtodiscreteele-mentsoftwarePFC(particleflowcode)，andhowtodeterminemicroscaleparametersofnumericalmodelisrecognizedasahardnuttocrackathomeandabroad．Inord

4、ertosolvetheproblem，microscalecon—tactbehaviorofasphaltmasticissimulatedbyusingBurger’Sviscoelasticmodelinparticleflowcode．Atthesametime，therelationbetweenmodelparametersandmicroscaleparametersisderivedfromthecon-stitutivebehavioralequationofBurger’Smo

5、del，andthen，Macroscaleparametersrepresentingmaterialpropertybyexperimentareconvertedtomicroscaleparametersinmode1．Furthermore，concreteexpres-sionsaregiven，andusingtentativecalculationmethodtodeterminemodelparametersisavoided．there-fore，modelparametersa

6、tacontactaredirectlyconfirmed．[Keywords]asphaltmastic；discreteelementmethod；microscaleparameter；Burger’Smodel当沥青马蹄脂在低温或瞬间荷载作用下，沥青究软件是美国Itasca公司开发的离散元软件PFC马蹄脂表现为明显的弹性性质；而当沥青马蹄脂在(particleflowcode)，通过PFC软件构建沥青马蹄脂高温或长期荷载作用下，沥青马蹄脂又表现为较强模型，从而模拟沥青马蹄脂的室内试验。但难点

7、是的粘性性质。而在常温下沥青马蹄脂并非完全的弹沥青马蹄脂模型参数的确定，国内外许多学者通常性体，又非完全的粘性体，而是表现为一种复杂的粘是先确定代表材料性质的宏观试验参数，然后不断弹性行为。沥青马蹄脂这种粘弹性性质，是导致沥调整离散元细观模型参数，以便细观试验得到的力青混合料具有粘弹性基本力学特性的根本原因。因学参数无限接近宏观力学参数，从而达到模拟宏观此，深入研究沥青马蹄脂的粘弹性力学特性对认识试验的目的。但这种做法的缺点之一是模拟效率沥青混合料力学性能有着重要意义。由于现有试验低，因为每次细观试

8、验参数调整后运行均需要花大手段及试验条件的限制，人们对沥青马蹄脂粘弹性量的时间；缺点之二是模拟并不准确，因为模型的建特性的认识只能停留在有限温度与有限频率范围立需要设置多个细观参数，而不同的细观参数组合内，且只能够从宏观上通过一个或多个力学参数抽可能造成相同的模拟实验结果，即细观参数的解并象描述其力学性能，而无法直观认识其宏观力学性不是唯一值，很难得到正确的细观参数值。本文参能的细观机理。照前人研究，通过伯格斯模型本构关系式的推导，提目前国际上比较流行的颗粒类材料细观