环氧沥青混凝土的断裂参数及断裂能研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huawei_2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
环氧沥青混凝土作为优良的钢桥面铺装层材料,正被越来越多地用于大跨径钢箱梁桥,如何预防和维护病害、降低铺装病害对行车和桥面板的不利影响以提高使用寿命是值得深究的课题。大量实桥调查和理论分析结果表明开裂是钢桥面铺装最常见的病害形式,因此环氧沥青混凝土铺装层裂缝的启裂及扩展机理、铺装的剩余寿命等损伤断裂力学问题成为学术界和工程界关注的焦点,而研究这些问题的基础则是材料的基本断裂参数。 与金属和水泥混凝土材料不同,环氧沥青混凝土是一种热固性的温度敏感的复合材料,其断裂特性与温度密切相关,目前鲜有针对这类特殊材料的断裂力学研究。本文基于国家自然基金“钢桥面环氧沥青混凝土铺装层疲劳损伤与寿命预估研究”(基金编号:50578038)项目,从断裂力学的基本理论入手,分析了裂缝尖端的应力场参数和位移场参数,采用试验的方法,研究了环氧沥青混凝土材料在不同温度和不同缝高比下的断裂韧性K<,IC>、临界裂缝尖端张开位移(CTODc)、J积分临界值J<,C>,并在此基础上提出了适用于环氧沥青混凝土的K-J联合断裂判据。同时基于虚拟裂缝模型理论,通过试验得到了环氧沥青混凝土在不同温度和不同缝高比下的断裂能G<,F>。首次将水泥混凝土中比较成熟的双K断裂参数理论引用到环氧沥青混凝土中,探讨了其在环氧沥青混凝土材料中的适用性。 研究表明,温度对环氧沥青混凝土的断裂特性影响明显,温度不同,环氧沥青混凝土的断裂模式不同,同时缝高比对断裂参数也有不同程度的影响。(1)固定缝高比,随着温度升高,KIc逐渐减小,CTODc逐渐增大,但Jc则呈现先增大后减小的趋势;固定温度,随着缝高比增大,KIc和Jc基本不变化,CTODc则逐渐减小。(2)固定缝高比,随着温度升高,断裂能G<,F>先增大后减小;固定温度,随着缝高比增大,断裂能G<,F>减小。(3)提出了适用于环氧沥青混凝土的K-J联合断裂判据,即当温度低于5℃时采用断裂韧性作为断裂判据,当温度高于5℃时采用J积分参数作为断裂判据。(4)当环氧沥青混凝土在一定温度条件下表现出和水泥混凝土相似的力学性质时,双K断裂参数适用于环氧沥青混凝土,但双K断裂参数的适用性仍然需进一步研究。 本文的研究成果可为环氧沥青混凝土铺装的抗裂设计、剩余寿命预估分析提供试验参数,也可为其它类型沥青混凝土铺装的裂缝问题研究和疲劳损伤断裂研究提供理论参考。
其他文献
随着我国高速铁路的迅速发展,旅客对高速铁路的需求日益增加,然而受到高速铁路运输设备、运输组织等方面影响,高速铁路资源是有限的。高效合理的利用合理高速铁路资源,优化空
粉质土是一种具有特殊工程性质的土类,现行规范把粉性土作为一个独立的土类区别于砂性土和粘性土,是科学的,本文首先从粉质土工程特性试验入手,全面系统地探讨了粉质土的动、静力
目前我国城市公共交通服务水平低,高峰时段城市通勤出行方式多样,客流大量集中,造成交通拥堵严重。近几年,公交IC卡在国内许多城市广泛应用,它不仅方便了乘客,也提供了一种新的采集
微观交通仿真系统是帮助分析和评价各类交通系统的有力工具。为了使其能够输出有效的仿真结果,在进行仿真之前,需要对模型参数进行校正。本文首先回顾分析了国内外微观交通仿真
学位
平面交叉口汇集了来自多个方向的交通,是道路使用者转换行驶路线的枢纽,其安全问题已经成为世界各国共同关注的焦点。而对平面交叉口安全改善的首要任务是对其安全状况做出准确