级配碎石材料永久变形预估模型仿真研究
摘要：
论文是在国家自然科学基金项目(资助编号:50608007),交通部西部交通建设科技项目(资助编号:2004 318 000 04)和中国博士后基金项目(资助编号:20060400673)的共同资助下完成的. 级配碎石是一种松散材料,它具有塑性变形大,刚度小,应力扩散能力差等缺点,在重交通(交通量大和重车比例多)的情况下,会产生过大的永久变形.研究表明,粒料层永久变形量占总车辙量的很大部分,因此对粒料层的永久变形特性进行研究对指导柔性路面设计具有重要的意义. 论文论述了国内外粒料永久变形预估模型研究现状.对级配碎石原材料进行了基础试验研究,结果表明材料基本指标值均符合规范要求;另外对级配碎石材料的基本力学性能进行了研究,并采用室内试验的方法确定了ABAQUS仿真所需不同工况下级配碎石材料抗压回弹模量值和抗剪切性能参数.参考国内外松散粒料永久变形试验方案以及国外涉及级配碎石回弹模量的试验方案和我国对于基层压实度,含水量等的规定,对相关试验参数进行论证,得出级配碎石材料重复加载动三轴试验仿真方案:材料UGM-19和UGM-26.5模拟试件尺寸分别采用直径100 mm,高200 mm和直径150 mm,高300 mm两种,压实度取96%,98%和100%,含水量取最佳含水量以及最佳含水量+2%;荷载型式为半正弦,频率为1 HZ,加载时间为0.1s,间歇时间为0.9s;围压取35kPa和69kPa,偏应力取围压的1,3,5倍;其它仿真塑性参数均由室内试验测得. 利用有限元软件ABAQUS,采用二维模型对级配碎石室内重复加载动三轴试验进行数值仿真.考虑到岩土本构关系具有高度的非线性,碎石本构关系采用ABAQUS有限元程序中的Mohr-Coulomb模型.论文对国内外松散粒料永久变形预估模型进行了评价,选择Tseng和Lytton模型,Ayres模型和AASHTO 2002模型与仿真结果拟合曲线进行了对比发现,规律相同,但结果不同,模型并不能直接用于松散粒料;同时选择基于shakedown理论的Pérez模型采用最小二乘法对仿真曲线进行拟合,所得相关系数R~2,均在0.99以上;基于Pérez模型,回归出模型参数与应力比的关系,最后得出了粒料层永久变形预估模型.
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学位级别：
硕士
学位年度：
2009
DOI：
10.7666/d.y1526337
被引量：
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