半刚性基层材料在动水压力作用下的损伤研究

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半刚性基层材料在动水冲刷作用下的破坏主要是由雨雪天气下行车荷载的泵吸作用产生的,本文旨在通过运用合理的试验方法以及科学的理论对半刚性基层材料在动水作用下的损伤进行研究,以期得到材料的劣化趋势。本文采用动水压力发生器与三轴试验仪配合进行动水循环冲刷试验,采用万能试验机进行材料的单轴压缩试验,同时基于渗流力学、混凝土损伤理论、损伤土力学等对试验过程中的动水与材料的耦合作用进行探讨,建立符合材料力学性质的损伤演化模型,并利用试验结果对模型进行验证。主要做了一下工作:(1)利用三轴试验仪对材料进行正常状态与饱水状态下的强度试验,探讨材料的破坏强度与孔隙水压力相关关系。(2)在动水压力冲刷试验过程中,采用不同的围压与轴压进行对比,分析了试验过程中试件的应力状态对试件劣化机制的影响;用不同养护龄期的试件探讨初始强度对试验目的的影响。(3)动水试验过程中试件与水的相互耦合作用,一方面促使材料内部的空隙、微裂隙发育,为孔隙水压力提供路径;另一方面孔隙水压力路径的增长也为孔隙水压力与试件间的相互作用提供平台,进一步的改变试件内部的物理性状,材料性能劣化加剧。宏观表现为试件在单轴荷载试验过程中的极限荷载降低,以及材料的初始压缩应变增大。(4)通过单轴压缩试验得出材料的应力应变关系曲线,取直线段的斜率作为材料的弹性模量,分析了材料在不同动水作用次数的条件下的弹性模量的衰减规律。(5)利用损伤力学、混凝土与岩石损伤理论对试件在动水作用下的劣化进行分析,得出了材料的劣化方程,建立了材料的损伤模型。
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