含脱空水泥混凝土路面交通荷载下的疲劳损伤机理-论文.pdf

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1、第44卷第1期东南大学学报(自然科学版)VOl_44NO．12014年1月JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)Jan．2014doi：10．3969／j．issn．1001—0505．2014．O1．036含脱空水泥混凝土路面交通荷载下的疲劳损伤机理薛彦卿黄晓明石小武马涛(东南大学交通学院，南京210096)(镇江市公路管理处，镇江212028)摘要：为获得含脱空水泥混凝土路面交通荷载下的疲劳损伤机理，开发了疲劳损伤本构关系的ABAQUS用户子程序UMAT，分析了全耦合

2、方法下基准路面结构模型疲劳损伤场的分布与发展规律，并研究了交通荷载与面板弹性模量、面板厚度、脱空尺寸等路面结构参数对水泥混凝土路面结构裂纹形成疲劳寿命的影响．研究结果表明，随荷载作用次数的增加，路面结构的疲劳损伤不断增加，但其增幅逐渐减小，路面结构的荷载应力也逐渐减小．随着交通荷载的增加，路面结构的对数疲劳寿命呈线性减小趋势；随着面板厚度的增加，路面结构的对数疲劳寿命呈线性增加趋势；随着脱空尺寸的增加，路面结构的对数疲劳寿命呈幂函数曲线相关关系．关键词：交通荷载；水泥混凝土路面；疲劳损伤机理；疲劳寿命；全耦合方法；路面结构参数中图分类

3、号：U416．21文献标志码：A文章编号：1001—0505(2014)01-0199-06FatiguedamagemechanismofcementconcretepavementwithvoidundertraficloadXueYanqing-HuangXiaomingShiXiaowuMaTao(SchoolofTransportation，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)(ZhenjiangHighwayAdministrationDepartment，Zhenjiang21

4、2028，China)Abstract：In0rdertoobtainthefatiguedamagemechanismofcementconcretepavementwithvoidundertrafficload．theusersubroutineUMAT(user—definedmaterialmechanicalbehavior)inABAOUSforthefatiguedamageconstitutiverelationiscompiled．Then，thedistributionlawandthedevelopmentla

5、wofthefatiguedamagefieldofthestandardpavementstructuremodelbythefullycoupledapproachareanMyzed．Finally，theinfluencesoftrafficloadandthepavementstructuralpa—rameterssuchasmeslabelasticitymodulus．slabthicknessandvoidsizeonthecrackformationfa．tiguelifeofthecementconcretepa

6、vementstructureareresearched．Theresultsshowthatwiththeincreaseinthenumberofloadcycles，thedegreeoffatiguedamageofpavementstructureincreasescontinuouslywhileitsincrementratedecreases．Meanwhile．theloadstressinmepavementstructurealSOdecreasesgradually．Withtheincreaseofthetr

7、afficload，thenaturallogarithmofthepavementstructuralfatiguelifedecreases1inearly．Withtheincreaseoftheslabthickness．thenaturallogarithmofthepavementstructura1fatigue1ifeincreaseslinearly．Withtheincreaseofthevoidsize．thenatu—rallogarithmofthepavementstructuralfatiguelifee

8、xhibitsadeclinecurveofthepowerfunction．Keywords：trafficload；cementconcretepavement；fatiguedamagemechanism；fati