基于内聚力模型的沥青混凝土疲劳损伤数值研究
沥青混合料疲劳模型研究分析
认 为 其 分 别 是 在 不 同 的试 验 方 法 、 验 条 件 及 考 虑 不 同的 参 数 下 所 得 出 ， 自有 具 体 适 用 范 围 ， 试 各 使 用 中 应 结 合 本 地 区具 体 条 件 通 过 实 验 修 正 得 到疲 劳 模 型 。
关 键 词 沥青 混 合 料 疲劳 模 型
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总 第 ２ ８期 １ ２ ０ 年 第 ５期 ０６
交
通
科
技
Ｔｒ ｎ ｐ ｒａ ｉｎ Ｓ ｉｎ ｅ＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｓ ｏ ｔｔ ｃｅ ｃ ｏ ｃ ｎ ｌｇ
Ｓ ｒ １Ｎｏ ２ ８ ｅｉ ． １ ａ Ｎｏ ｔ ０ ．５ Ｏｃ ．２ ０６
采用 不 同的研究 方 法 ， 出 了 不 同 的沥 青 混合 料 提
疲劳模 型 。
１ 传统 的疲劳 力学 响应 模型
破 坏 时的重复 荷载 作用 次 数 ；。 为 初始 的弯 拉 ｅ 、。
应 变或 弯拉应 力 ； 、 、 ｎ为 根据试 验确定 的系 Ｃ Ｋ、
数， Ｃ和 ｍ 与 混合 料 类 型 、 混合 料 组成 、 胶结 料 类 型 、 体的试 验条 件 如试验 温度 、 具 加载 频率等及 与 测 试方 法 有 关 ， 传 统 的 沥 青 混 合 料 ， 通 常 在 对 ｍ
沥青路 面 因具有 平整 度好 、 动小 、 振 养护 维修
方便及 外形 美观 等优 点在 公路 建设 中得到 了广泛
材 料 出现 疲 劳破 坏 时 的 重 复 应 力 值 称 为 疲 劳 强
度， 相应 的应 力 重 复作 用 次数 称 为 疲 劳寿命 。传 统 的疲 劳理论研 究 方法 大多 在疲 劳强度 和疲劳 寿
沥青 混合料疲劳模 型研究分析
沥青混和料的粘弹性疲劳本构模型的研究的开题报告
沥青混和料的粘弹性疲劳本构模型的研究的开题报告标题：沥青混和料的粘弹性疲劳本构模型的研究一、研究背景与意义随着交通运输的迅速发展，道路的建设和维护成为一个国家基础设施建设的重要分支。
作为道路的重要构成部分，沥青混合料的性能对道路的耐久性和使用寿命有着至关重要的影响。
而沥青混合料在不断地受到车辆荷载、气候环境等外界条件的作用下，难免会发生各种形式的疲劳损伤，这也就需要深入研究沥青混合料的疲劳性能及其本构关系。
在目前的学术研究中，沥青混合料的疲劳本构模型是一个重要的研究内容。
通过建立具有理论基础和实际应用价值的粘弹性疲劳本构模型，可以为沥青混合料的工程设计和材料选用提供更为科学的依据。
二、研究内容和方法1. 研究内容本研究的主要内容是：（1）沥青混合料疲劳本构模型的概述和分类，并结合国内外已有的相关研究成果，总结各种模型的适用范围及优缺点；（2）通过实验测试，获取不同种类的沥青混合料在不同温度和荷载条件下的疲劳试验数据，并进行分析和处理；（3）利用基于粘弹性理论的本构模型，建立沥青混合料的粘弹性疲劳本构模型，并采用数值计算方法对其进行验证和优化。
2. 研究方法本研究采用实验测试和理论计算相结合的方法，具体步骤如下：（1）实验测试：选择不同种类的沥青混合料，分别进行疲劳试验，并测量不同温度下的弹性模量、剪切模量、疲劳寿命等指标；（2）数据分析：对实验测试数据进行分析和处理，研究沥青混合料的疲劳特性和规律；（3）本构模型建立：基于粘弹性理论，建立沥青混合料的粘弹性疲劳本构模型，并通过结合实验测试数据对模型进行优化和验证；（4）数值计算：利用已建立的本构模型，开展数值计算实验，对实验数据和计算结果进行对比分析。
三、预期成果和意义通过本研究的实验测试和理论模型建立，可以获得以下预期成果：（1）根据粘弹性理论，建立沥青混合料的粘弹性疲劳本构模型，实现对其疲劳性能的预测和分析；（2）深入研究沥青混合料的疲劳性能及其本构关系，为道路工程设计和材料选用提供科学依据；（3）积累和整理沥青混合料疲劳试验数据，为相关领域的学术研究提供参考资料。
《Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型研究》范文
《Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型研究》篇一一、引言随着交通量的不断增加和道路使用年限的延长，沥青路面的疲劳性能逐渐成为道路工程领域关注的重点。
Superpave沥青混合料因其良好的路用性能被广泛应用于道路建设中。
然而，沥青混合料的疲劳性能受多种因素影响，如何准确评估其疲劳性能并预测其长期使用性能成为研究的热点问题。
本研究旨在探讨Superpave沥青混合料的疲劳性能，并建立分数阶灰色预测模型以预测其长期使用性能。
二、Superpave沥青混合料疲劳性能研究1. 实验设计本部分通过实验方法，对Superpave沥青混合料的疲劳性能进行深入研究。
实验采用不同配比、不同温度条件下的沥青混合料试样，通过重复加载试验来模拟沥青路面的实际使用情况。
实验中记录了试样的荷载-位移曲线，分析了试样的破坏形态和破坏模式。
2. 实验结果与分析实验结果表明，Superpave沥青混合料具有良好的抗疲劳性能。
在相同条件下，不同配比的沥青混合料表现出不同的疲劳性能。
随着温度的升高，沥青混合料的疲劳寿命有所降低。
通过对实验数据的分析，发现沥青混合料的疲劳性能与沥青的粘度、集料的粒径和级配等因素密切相关。
三、分数阶灰色预测模型研究1. 模型构建为了预测Superpave沥青混合料的长期使用性能，本研究建立了分数阶灰色预测模型。
该模型基于灰色系统理论，通过引入分数阶微分方程来描述系统的动态变化过程。
模型中，系统的未知信息被视为灰色量，通过累加生成序列和灰色微分方程进行预测。
2. 模型应用与验证将实验数据应用于分数阶灰色预测模型中，通过不断调整模型参数，使模型能够较好地拟合实际数据。
为了验证模型的准确性，将模型的预测结果与实际使用情况进行了对比。
结果表明，分数阶灰色预测模型能够较好地预测Superpave沥青混合料的长期使用性能。
四、结论本研究通过实验方法和建立分数阶灰色预测模型，对Superpave沥青混合料的疲劳性能和长期使用性能进行了深入研究。
基于内聚力模型的沥青路面三点弯曲试验数值模拟
î[(ｉ －１/ ２) －(ｊ －１) ] －(ｉ －１/ ２) －ｊ] (ｊ≠ｉꎬｊ<ｉ).
４８
[ Ｍ( Ｄ 球 ＝ ｄ ｉ ) ] ＝
ｆ( Ｄ 球 ＝ ｄ ｉ ) ꎻ
π ( ｄ ｉ ＋ ｄ ｉ ＋ １) ３
２ 内聚力模型的原理
集料占总集料的比例.
２.１ 内聚力模型的概念
置预切口以及左偏角 ３０°、右偏角 ３０°的不同方向预切口的沥青混合料三点弯曲试验的细观开裂
数值模拟ꎬ分析得出了预切口位置、方向对裂缝扩展过程中的路径、耗散能、荷载￣位移曲线等的
影响规律ꎬ从而对半刚性基层沥青路面结构开裂机理的研究提供辅助手段.
关键词:半刚性基层ꎻ预切口ꎻ三点弯曲ꎻ细观开裂
中图分类号:Ｕ４１６
同厚度的结构层ꎬ并假定每一个结构层的材料都是
为时有较大优势.
均质的.因为半刚性基层沥青路面是由粗集料、沥
本文通过随机骨料投放程序建立沥青路面细
青砂浆、水泥砂浆、空隙等组成ꎬ这些组成部分所形
观模型ꎬ并通过 Ｐｙｔｈｏｎ 语言编程批量插入 Ｃｏｈｅｓｉｖｅ
成的内在结构和拥有的力学性质对宏观的路用性
能有着很大影响
[１￣４]
. 所以这样的假定势必会导致
计算结果不精确ꎬ甚至是错误的.
陈俊
[５]
通过理论研究编写了二维数字试件生
成算法、粗集料不规则形状生成算法、随机投放算
法以及重叠判断算法后ꎬ郭江
[６]
在其基础上编写
了随机骨料投放程序ꎬ生成了不同粒径大小以及不
规则形状的粗集料ꎬ为创建沥青路面细观模型奠定
了基础.
Ａｂａｑｕｓ 有限元分析软件目前适用于分析材料
基于内聚力模型的沥青路面三点弯曲试验数值模拟????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????图3内聚力本构模型张东9在abaqus有限元分析软件中分别采用这2种内聚力本构模型进行了单边开口梁的断裂行为数值模拟?发现采用双线性内聚力本构模型得到的数值模拟结果比指数型内聚力本构模型得到的结果在精确度上有更大的优势?表明双线性内聚力本构模型更加适合模拟沥青路面的细观开裂行为
沥青混合料回弹模量与疲劳性能的试验研究的开题报告
沥青混合料回弹模量与疲劳性能的试验研究的开题报告一、选题的背景和意义：道路的建设与维护一直是与交通密切相关的问题，为保证道路的使用安全和寿命的延长，需要选择具有良好路面性能的材料。
沥青混合料在道路建设中占据着重要位置。
沥青混合料回弹模量和疲劳性能是评价路面质量的重要指标。
随着人们对道路使用寿命、减少道路维修成本以及提高路面质量的要求越来越高，因此对沥青混合料回弹模量和疲劳性能的研究，具有重要的现实意义和科学价值。
二、相关研究的现状：目前已经有一些研究关于沥青混合料回弹模量和疲劳性能的试验研究，但是，这些研究结果存在着一些争议。
在沥青混合料回弹模量方面，研究表明，回弹模量可以很好地反映沥青混合料的粘弹性能和稳定性，是一项非常重要的技术指标。
但是，不同试验方法得到的回弹模量值有所不同，这个问题需要进一步研究。
在沥青混合料疲劳性能方面，研究表明，随着交通车流量的增加和重载车辆的增多，沥青混合料在使用过程中遭受的疲劳损伤越来越大，因此疲劳性能的研究显得尤为重要。
但是，疲劳性能的研究涉及到很多因素，比如试验方法、材料种类等等，这个问题也需要进一步研究。
三、研究的内容和目标：本研究旨在探究沥青混合料的回弹模量和疲劳性能，主要研究内容包括：1.不同试验方法下回弹模量的测定与分析，探究其误差来源和改进方法。
2.研究不同沥青混合料在不同条件下的疲劳性能，分析其影响因素和规律。
3.利用所研究的指标和方法，进行实际道路材料的测试和分析。
本研究的目标是深入了解沥青混合料回弹模量和疲劳性能的特点和规律，推动道路材料的科学研究和技术进步，为保障道路使用安全和提高道路质量提供理论依据。
四、研究的方法和技术路线：本研究采用实验室试验的方法，主要测试设备包括回弹试验机和疲劳试验机。
试验流程主要包括样品的制备、试验条件的确定、数据的采集和分析等。
技术路线主要包括：1、理论分析阶段：对沥青混合料的回弹模量和疲劳性能进行文献调研和理论分析，探究研究的重点和难点，确定试验和分析的方法和流程。
基于损伤理论的沥青混合料抗疲劳性能试验
基于损伤理论的沥青混合料抗疲劳性能试验
王凯
【期刊名称】《材料科学与工程学报》
【年(卷),期】2024(42)2
【摘要】为系统研究沥青混合料在疲劳破坏过程中的路用性能衰减过程,在不同温度、应变、频率下开展了四点弯曲疲劳试验,基于损伤理论从劲度模量变化情况和耗散能变化情况两方面评价了沥青混合料抗疲劳性能,并通过损伤面积法、灰关联分析法讨论了试验因素对沥青混合料抗疲劳性能的影响程度。
研究结果表明:沥青混合料的抗疲劳性能可以采用基于耗散能的损伤因子随加载次数的变化的双对数曲线进行描述,疲劳寿命应由初始损伤和损伤累积速率共同决定;从劲度模量方面分析,沥青混合料疲劳寿命随温度的升高而增大、随应变的增大而减小、随频率的增大而减小;劲度模量和耗散能两方面的分析结果均表明温度对疲劳寿命的影响程度大于应变,劲度模量分析显示频率对疲劳寿命影响最次,耗散能分析结果显示频率与疲劳寿命的相关性不显著。
【总页数】6页(P305-310)
【作者】王凯
【作者单位】内蒙古建筑职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】U414
【相关文献】
1.SBS改性沥青混合料抗老化与抗疲劳性能试验研究
2.用控制应力弯曲疲劳试验方法评价沥青混合料抗疲劳性能
3.基于室内试验的温拌沥青混合料(WMA)与热拌沥青混合料(HMA)的性能评价研究
4.原材料对沥青混合料抗疲劳性能影响的试验研究
5.基于粘弹性连续损伤理论的沥青混合料疲劳损伤性能分析
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沥青胶结料疲劳损伤机理研究
沥青胶结料疲劳损伤机理研究摘要：疲劳破坏是沥青路面结构基础理论与设计的本源性问题，因此沥青及沥青混合料的疲劳损伤特性多年来一直倍受研究者们的关注和重视。
本文系统阐述了疲劳损伤机理以及疲劳过程中的自愈与触变现象，对自愈合机理、自愈合评价方法以及自愈合影响因素进行了总结，疲劳的评价指标：初始模量的50%-50%G*、疲劳因子G*sinδ、耗散能变化率DR、累积耗散能比DER。
关键词：沥青胶结料；损伤机理；触变性；自愈性0 引言近年来，随着交通运输事业的快速发展，交通量迅速增加，车辆轴载不断增大，重载交通日益严重，沥青路面的设计、养护和维修面临越来越严峻的考验。
路面在使用过程中，不仅受到车辆荷载的重复作用，还受到环境温度变化所产生的温度应力影响。
在应力应变反复作用下，路面材料的强度逐渐衰减。
本文基于触变性和自愈性对沥青胶结料的损伤机理进行研究。
1 疲劳损伤机理损伤力学的发展为研究材料在重复荷载作用下的力学行为提供了新的手段。
疲劳损伤与疲劳断裂不同，通常很难像材料内部裂纹扩展那样通过精确计算加以描述，而是更加关注研究材料内部缺陷的累积和发展，及其所表现出的宏观物理力学性能的衰变。
疲劳损伤演化的程度用损伤因子D表示，损伤因子D是荷载历程的函数，称为损伤演化函数。
损伤演化本构模型是指损伤影响下的应力、应变关系。
通过损伤演化函数和无损伤影响下的本构关系，建立损伤过程中材料的本构关系。
损伤演化本构模型的优点是可以预测材料的实测性能，减少试验时间和试件数量。
郑健龙等将Burgers模型的本构关系与连续损伤演化模型二者耦合建立了沥青的粘弹性损伤本构模型[1]。
Zhu等将粘弹塑本构关系与损伤函数叠加，得出沥青混合料粘弹-粘塑性损伤本构模型，该模型可以较好描述沥青混合料三轴蠕变、三轴等应变速率压缩等加载模式下的力学行为[2]。
曾国伟在叶永等提出的粘弹塑性模型的基础上，采用有效应变指数形式的损伤演化函数，建立起了形式简单、能描述不同条件下蠕变全过程的沥青混合料蠕变损伤本构模型[3]。
沥青混合料疲劳性能研究及寿命预估的新方法
当 车轮驶 过 一定 距 离后 ，Ｂ点则 承 受 主压 应 力 的如 图 ２ 路 面表 。 面上 的 Ａ 点则相 反 ，车 轮驶近 时 受拉 ，车 轮直 接
作 用 时受压 ，车轮 驶过 后 又受 拉 。车轮 驶 过一 次 就 使 Ａ 和 Ｂ点出现 一次 应 力循 环 。 致使 路 面结构
当 沥青 路 面 重 复 地 经 受 某 一 荷 载 应 力 时 就会 发 生 疲 劳 裂 缝 。 了减 少 沥 青 路 面产 生 疲 劳裂 缝 ， 为 必 须 了解 沥 青 混 合 料 的疲 劳 产 生 机 理 ， 对 疲 劳 寿 命 进 行 研 究 。 过概 述 沥 青 混 合 料 的疲 劳 机 并 通 理 ，并 对 最 常 见 ＡＣ ２ Ｉ 沥 青 混 合 料 进 行 疲 劳试 验 ，回 归 出基 于 应 变模 型 疲 劳 寿 命 的公 式 ， 一０ 型
２ 沥 青混 合料 疲 劳分 析方 法
沥 青 混合料 疲 劳性 能是 指 其在 特定 荷载 环境 与气 候 环境 条件 下 抵抗 重复 荷 载作 用而 不产 生破
收 稿 日期 ：２ ０ —３ １ 。 ０ ８０ —３
作者 简介 ： 张丽宏 ，女。东南大学硕士研究生 ， 主要从事道 路材料 与结构研 究 。
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石
油
沥
青
２０ 年 第 ２ ０８ ２卷
裂 的 能力 。 研 究沥 青混合 料疲 劳性 能 的 目的是 通过 室 内 试验 找 出沥 青混合 料疲 劳规 律 ，对其影 响 因素进
化。
３ 沥青混 合料 疲劳试 验 沥 青 混 合 料 疲 劳 试 验 归 纳 起 来 可 以分 为 四 类 ：一是 实际路 面在 真 实行车 荷载 作用 下的疲劳
沥青混合料的疲劳性能及评价标准研究综述
能 量法 、 美国沥青学会法和 Ｃ Ｒ Ｒ法进行 了介绍 ， 并指 出充分 了解沥青路 面疲 劳性能 与建立相应 的评价标准 对沥青路 面 的使 用具
有重要意义。
关键词 ： 沥青路面 ， 疲 劳破坏 ， 预估方法 中图分类号 ： Ｔ Ｕ ５ ３ ５ 文献标识码 ： Ａ 力和常应 变疲 劳试 验 。结果 表明 ： 在相 同的 沥青用 量下 ， 对 于常
．
第３ ９卷 第 ３ ４期 １ ４ ６． ２ ０ １ ３年 １ ２月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ Ｉ ＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ｌ ＿３ ９ Ｎｏ ． ３ ４ Ｄｅ ｃ ． ２ ０ １ ３
・
建 筑 材 料 及 应 用
・
文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ４ — ０ １ ４ ６ — ０ ３
沥 青 混 合 料 的 疲 劳 性 能 及 评 价 标 准 研 究 综 述
袁 强
（ 大连理工大学 ， 辽宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ３）
摘
要： 根据沥青路 面的破坏机理 ， 分析 了影响沥青路 面疲 劳寿命 的因素 ， 对沥青 混合料疲劳寿命 的预 估方法— —ｃ ｏ ｏ ｐ ｅ ｒ － Ｐ ｅ ｌ ｌ 法、
命却要更短 。表面粗糙且棱 角尖锐的集料 如果压实 不充分 ， 会产 生较大 的空隙率 ， 导致疲劳 寿命缩 短。来 自美 国的实验数据 表
明， 空隙率每增加 １ ％， 疲劳寿命将降低 ４ ０ ％ 。因此在施工 时应 充
分碾 压达到规定 的密实度 ， 以保证沥青路 面的寿命 。
２ ． ３ 试件成型和试验方法的影响 是 由路 面底部产生并 向上扩展 的¨ Ｊ 。所 以 ， 在实 际路 面设计 当中 ３． １ ） 试件成型方法 。目前沥青 混合料试件成 型主要有 静压法 、 需要把底部拉应力作为控制变量 。
基于内聚力模型的再生沥青混合料低温断裂性能研究
第 55 卷第 2 期2024 年 2 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.55 No.2Feb. 2024基于内聚力模型的再生沥青混合料低温断裂性能研究吴昊，宋卫民，邓子成(中南大学 土木工程学院，湖南 长沙，410075)摘要：内聚力模型(CZM)在沥青混凝土开裂研究中得到了广泛应用，但采用内聚力模型对再生沥青混凝土断裂的研究还很少。
本文采用随机算法和坐标控制法建立包含旧集料和新集料的再生沥青混合料半圆弯拉模型，将模型分为集料同分布模型和集料随机分布模型两类。
研究−10 ℃时不同RAP 掺量(0、25%、50%、75%、100%，质量分数)对再生沥青混合料SCB 试件应力强度因子K IC 、断裂能G F 和抗裂指数I CR 的影响。
研究结果表明：无RAP 掺入的SCB 试件具有较好的断裂性能；随着RAP 掺量增大，应力强度因子K IC 、断裂能G F 和抗裂指数I CR 均减小，表明RAP 的掺入会削弱沥青混合料的低温断裂性能；采用有限元模型得到的断裂参数与室内试验结果一致；相比于集料同分布模型，集料随机分布模型各评价指标的变异性系数整体更大，表明集料分布状态对开裂结果有一定影响；当计算样本足够多时，这两类模型获得的抗裂参数变化规律一致，可有效评价再生沥青混合料断裂性能。
关键词：再生沥青混合料；应力强度因子；断裂能；抗裂指数；内聚力模型中图分类号：U414 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2024）02-0473-12Research of low-temperature fracture performance of reclaimedasphalt mixture based on cohesive zone modelingWU Hao, SONG Weimin, DENG Zicheng(School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, China)Abstract: Cohesive zone model (CZM) has been widely adopted in the cracking studies of hot mix asphalt, but there are few studies focused on the cracking of reclaimed asphalt mixture based on CZM. In this paper, the stochastic algorithm and the coordinate control method were used to establish the semicircular bending model of the reclaimed asphalt mixture including the RAP aggregate and the virgin aggregate, and the model was divided into two types, i.e., the identical distribution of aggregates and the random distribution of aggregates. The effect of RAP (0, 25%, 50%, 75%, 100%, mass fraction) was investigated on the fracture parameters at −10 ℃, including收稿日期： 2023 −05 −07； 修回日期： 2023 −07 −10基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(52008405)；湖南省自然科学基金资助项目(2021JJ30845) (Project(52008405) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(2021JJ30845) supported by the Natural Science Foundation of Hunan Province)通信作者：宋卫民，博士，副教授，从事路基路面材料性能研究；E-mail:**************.cnDOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.02.003引用格式： 吴昊, 宋卫民, 邓子成. 基于内聚力模型的再生沥青混合料低温断裂性能研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2024, 55(2): 473−484.Citation: WU Hao, SONG Weimin, DENG Zicheng. Research of low-temperature fracture performance of reclaimed asphalt mixture based on cohesive zone modeling[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2024, 55(2): 473−484.第 55 卷中南大学学报(自然科学版)stress intensity factor (KIC ), fracture energy (GF) and cracking resistance index (ICR). The results show thatspecimens without the incorporation of RAP exhibit the superior fracture resistance in terms of KIC , GFand ICR.With the increase of RAP mass fraction, KIC , GFand ICRall decrease remarkably, indicating the low-temperaturefracture resistance is degraded. The fracture parameters obtained by using the finite element model are consistent with those of the laboratory tests. Compared with the identical distribution model of aggregates, the variability coefficient of each evaluation index of the random distribution model of aggregates is larger, indicating that the distribution state of aggregates shows a certain influence on the cracking results, and sufficient calculation time is the key to accurate calculation. When there are enough calculation samples, the changes of the fracture parameters of the two types of models are consistent, which can effectively evaluate the fracture performance of recycled asphalt mixture.Key words: reclaimed asphalt mixture; stress intensity factor; fracture energy; cracking resistance index; cohesive zone model沥青混凝土路面是我国路面结构的主要形式，具有施工方便、行车舒适等优点。
基于内聚力模型的疲劳损伤umat子程序
基于内聚力模型的疲劳损伤umat子程序疲劳损伤是指材料在受到交变应力作用下逐渐失效的过程。
在工程领域中，疲劳损伤是一种非常常见的现象，它对于材料的寿命和安全性都有着重要的影响。
对于疲劳损伤的研究和预测显得格外重要。
在材料科学领域中，有许多模型和方法被用来描述和预测疲劳损伤的行为。
其中，内聚力模型是一种比较常用的方法之一。
内聚力模型是一种基于材料内部微观结构和颗粒间相互作用力的模型。
它通过对材料内部微观结构的分析，来预测材料在受到交变应力作用下的损伤行为。
这种模型在描述金属、复合材料和岩石等材料的疲劳损伤行为方面有着广泛的应用。
在近年来，随着计算机和数值模拟技术的发展，基于内聚力模型的疲劳损伤umat子程序得到了广泛的应用。
umat子程序是一种可以被嵌入有限元分析软件中的子程序，它可以用来描述材料在受到外力作用下的本构行为和力学性能。
通过将内聚力模型嵌入umat子程序中，可以对材料的疲劳损伤行为进行更加精确的数值模拟和预测。
这种方法不仅可以帮助工程师们更好地理解材料在疲劳加载下的行为，还可以为工程实践提供重要的参考依据。
基于内聚力模型的疲劳损伤umat子程序的研究和应用已经取得了许多重要的成果。
下面我们将详细介绍一下这方面的研究现状和进展。
一、内聚力模型的基本原理内聚力模型是一种描述材料微观结构和颗粒间相互作用力的模型。
它通过考虑材料中微观裂纹和颗粒间的相互作用力，来预测材料在外力作用下的损伤行为。
内聚力模型的基本原理可以概括为以下几点：1. 裂纹扩展规律：内聚力模型通常会考虑裂纹在材料内部的扩展规律。
它会考虑裂纹扩展的速率、方向和对材料损伤程度的影响，从而对材料的疲劳寿命进行预测。
2. 颗粒间相互作用力：内聚力模型还会考虑材料内部颗粒间的相互作用力。
这些相互作用力会对材料的损伤行为产生重要影响，因此对这些力的分析是内聚力模型的重要组成部分。
3. 微观结构参数：内聚力模型还会考虑材料的微观结构参数，如晶界、晶粒大小和形状等。
沥青混合料疲劳损伤模型参数实验研究
程 度奠 定 了基础 。
关键词 ：沥青混合 料 ；沥青 胶浆 ；疲 劳损伤 ；模 型参数 ；实验研究
中图分 类号 ：Ｕ４１４
文 献标 志码 ： Ａ
文章 编号 ：１００９—７７１６（２０１８）０６—０２５４—０４
１ 沥青 混凝土疲 劳损伤 损伤模型 选择
１ （蚩 ） ，式中：Ｂ、卢和 是与温度相关
收 稿 日期 ：２０ｔ８—０２—０８ 作者简介 ：张立文 （１９８６一 ），男 ，山东 日照人 ，工程师 ，从事道 路 工程设计工作 。
的材料参数 ，Ｂ还依赖于平均应力 ，Ｂ＝ （ ）。 １．２ 国 内外 的沥 青 类材 料 疲劳 损 伤 的模 型 探 索
在疲 劳损 伤模 型 的 建 立 与 疲 劳 损 伤 理 论 应 用 于 沥 青路 面结 构 分 析 方 面 ， 国外 已经 做 了不 少 的 工作 ，见表 ２。 １．３ 文章 损伤 模 型 主 要考 虑
２ 沥青混合料 疲劳损伤 模型 参数 实验研究
Ｌｅｍａｉｔｒｅ模 型 中 损 伤 度 的 表 达 式 为 Ｄ＝Ｉ一
（１一 ） ，在后续分析中认为损伤增长速率近
２０１８年 ６月第 ６期
城 市道 桥 与 防 洪
科技研究 ２５５
唐雪松［５１ 沥青混合料疲劳过程 的损伤力学分析
悬壁梁弯 曲疲劳实验
摘 要 ：首 先介 绍疲劳 累积 损伤定 律在 沥青 类 材料 中 的应 用 ，针对 不 同模 型 的特点 及应 用条 件 ，采用 Ｌｅｍａｉｔｒｅ疲 劳 累积损 伤
模 型作 为沥青 混合 料疲 劳损伤 模型 ，通 过进行 疲 劳损 伤实验 设计 ，获得 沥青 类材 料疲 劳损 伤特 性参 数 ，为计 算材 料疲 劳损 伤
沥青混合料剪切疲劳寿命数值模拟
沥青混合料剪切疲劳寿命数值模拟
陆学元;彭勇;魏星;郭泽宇;王重阳
【期刊名称】《低温建筑技术》
【年(卷),期】2024(46)4
【摘要】现有沥青混合料疲劳性能研究,主要集中在混合料弯拉疲劳性能方面,有关混合料剪切疲劳性能的研究并不多,通过数值模拟来研究混合料剪切疲劳性能则更少。
基于图像技术和内嵌损伤模型三维离散元法,以重复单轴贯入试验为载体,建立沥青混合料剪切疲劳试验微观力学模型,模拟不同工况,即不同温度和油石比条件下,沥青混合料剪切疲劳寿命,并通过已有的试验加以验证。
研究结果表明,基于内嵌损伤模型三维离散元法可以较好地预估沥青混合料剪切疲劳寿命,温度和油石比对沥青混合料剪切疲劳寿命影响很大。
同一沥青混合料,其剪切疲劳寿命随温度升高而降低;相同集料级配和温度,最佳用油量条件下沥青混合料剪切疲劳寿命最大。
研究可为抗剪切疲劳沥青混合料设计提供借鉴与参考。
【总页数】5页(P83-87)
【作者】陆学元;彭勇;魏星;郭泽宇;王重阳
【作者单位】安徽省交通控股集团有限公司;浙江大学交通工程研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TU535
【相关文献】
1.沥青混合料小梁疲劳试验数值模拟及其寿命预测
2.AC-13型沥青混合料剪切疲劳寿命预测
3.沥青混合料的疲劳试验与疲劳寿命预测
4.AC-13C沥青混合料劈裂疲劳损伤试验二维数值模拟
5.基于离散元法空隙分布对沥青混合料剪切疲劳寿命影响研究
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沥青混合料疲劳损伤参数的反演与验证
沥青混合料疲劳损伤参数的反演与验证王波;韩丁【摘要】采用应力-损伤全耦合的方法，以断裂韧度为阀值，基于试验数据反算了损伤演化方程的参数，并用不同加载应力比的试验数据验证了反算参数的寿命预估精度，结果表明：本构模型中包含损伤演化方程的有限元仿真能够模拟沥青混合料小梁试件的疲劳损坏现象，并且可确定沥青路面结构中疲劳材料参数的室内试验方法。
%The fully coupled stress-damage method was used,whose threshold value was the fracture toughness. Parameters of the damage evolu-tion equation were back calculated based on test data. The life prediction precision of these parameters was verified by test data in a different stress ratio. The result shows that:by a constitutive model containing a damage evolution equation,the finite element method can emulate the fa-tigue damage phenomenon of specimen beams for asphalt mixture. Moreover,it provides a indoor test method to ascertain fatigue material parame-ters in the asphalt pavement structure.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2014(000)025【总页数】4页(P146-148,149)【关键词】沥青混合料;疲劳试验;损伤力学;参数反演【作者】王波;韩丁【作者单位】安徽省高速公路控股集团有限公司，安徽合肥 230088;合肥工业大学，安徽合肥 230009【正文语种】中文【中图分类】U416.20 引言沥青混合料的疲劳性能多采用小梁疲劳试验进行研究，损伤力学是进行量化研究的有效理论手段。
沥青混合料弯曲疲劳损伤强度的多尺度研究
沥青混合料弯曲疲劳损伤强度的多尺度研究李友云;王斌;高英力;吕琰【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2024(43)3【摘要】目的为了验证多尺度数值试验模拟方法在预测沥青混合料半圆弯曲试验疲劳损伤过程中弯拉强度参数变化规律的有效性问题。
方法基于多尺度算法思想和半圆弯曲试验,通过对沥青混合料试件进行细观结构分析,得到内部集料颗粒的几何特征分布规律;在此基础上,对沥青混合料划分5个微观区域尺度,并构建相应尺度下半圆弯曲试件的有限元(FEM)数值模型,结合多尺度迭代运算来预测各级沥青混合料计算在0%Nf,20%Nf,50%Nf,65%Nf,80%Nf(Nf为疲劳寿命)不同半圆弯拉疲劳损伤程度下的弯拉强度。
将室内半圆弯曲试验获得不同粒径的沥青混合料的弯拉强度参数作为宏观验证试验,与通过多尺度算法数值模拟试验所得的弯拉强度进行对比分析研究。
结果结果表明:在沥青混合料的疲劳损伤过程中,前期材料的抗弯拉强度衰减速率较为缓慢,当在中后期时,抗弯拉强度进入了急剧衰减阶段,多尺度数值模拟试验与室内试验得到的衰减规律相吻合,且弯拉强度相对误差的绝对值控制在8%以内。
结论多尺度数值模拟用于预测疲劳过程中沥青混合料的抗弯拉强度参数是有效的,该算法可以为类似的实际工程提供一定的参考意义。
【总页数】11页(P181-191)【作者】李友云;王斌;高英力;吕琰【作者单位】长沙理工大学交通运输工程学院;江苏中设集团股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】U414【相关文献】1.沥青混合料疲劳损伤过程的劈裂剩余强度研究2.养生期乳化沥青冷再生混合料强度及疲劳损伤特性3.用控制应力弯曲疲劳试验方法评价沥青混合料抗疲劳性能4.AC-13C沥青混合料疲劳损伤过程强度变化规律研究5.沥青混合料劈裂疲劳损伤力学特性多尺度研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
沥青混合料疲劳损伤试验表征综述
沥青混合料疲劳损伤试验表征综述
王佳妮;高世杰;董元帅;田佳磊
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2024(24)7
【摘要】针对沥青混合料疲劳损伤细观形态难以与宏观力学性能表征联系起来的现状,从损伤机理、表征模型及疲劳性能试验方法三方面综述了沥青混合料疲劳性能表征的发展现状、存在的问题,预测了其未来的发展方向。
研究表明:由于沥青混合料是一种多相、多组分、多尺度的黏弹性材料,在评价其疲劳性能时,宏观的疲劳试验需要结合计算机断层扫描、数值模拟和数字图像相关技术等细观分析方法。
沥青混合料疲劳性能试验方法目前应用最为广泛的是室内小型试件疲劳试验,由于不同试验方法中设置的试验条件各不相同,故其试验结果和性能参数呈现出显著的差异性。
应重点研究沥青混合料抗疲劳开裂性能的细观结构损伤开裂形态与宏观性能表征的联系;改进现有疲劳试验方法的试验条件、开发先进的三维应力状态的加载设备,并增加试验的尺度以反映真实荷载环境下的疲劳性能;基于能量理论和黏弹性连续损伤揭示沥青混合料疲劳特性和历史荷载条件下的疲劳损伤规律。
【总页数】13页(P2625-2637)
【作者】王佳妮;高世杰;董元帅;田佳磊
【作者单位】北京城市交通基础设施建设工程技术研究中心;北京建筑大学土木与交通工程学院;中咨数据有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U414;U416.217
【相关文献】
1.沥青混合料拉伸疲劳试验下疲劳损伤特性研究
2.沥青混合料疲劳损伤自愈合性能研究综述
3.沥青混合料间接拉伸疲劳试验损伤特性分析
4.沥青混合料弯曲疲劳性能演化规律的宏细观试验表征
5.沥青混合料疲劳性能试验与表征方法综述
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混凝土路面的疲劳损伤试验研究
混凝土路面的疲劳损伤试验研究混凝土路面是现代道路建设中常用的一种路面结构。
随着车辆数量的增加和交通运输的不断发展，路面的疲劳损伤问题逐渐凸显。
因此，对混凝土路面的疲劳损伤进行试验研究显得尤为重要。
本文将从试验方法、试验结果和分析三个方面探讨混凝土路面的疲劳损伤试验研究。
一、试验方法1.试验设备疲劳试验机、温度控制器、应变计、载荷传感器、温度传感器等试验设备。
2.试验步骤（1）在试验机上加载混凝土路面试件，保持试件表面平整。
（2）设置试验参数，包括载荷、温度、频率等。
（3）进行试验，记录试验数据，包括载荷变化、位移、应变、温度等。
（4）根据试验结果进行数据处理和分析。
二、试验结果1.载荷-位移曲线载荷-位移曲线反映了混凝土路面在不同载荷下的变形情况。
试验结果表明，混凝土路面的弹性变形较小，当载荷达到一定值时，路面开始出现塑性变形。
在疲劳试验中，载荷逐渐增大，路面的变形也逐渐加剧，最终出现疲劳破坏。
2.应变-载荷曲线应变-载荷曲线反映了混凝土路面在不同载荷下的应变情况。
试验结果表明，在相同载荷下，混凝土路面的应变随着试验次数的增加而逐渐增大。
当载荷达到一定值时，应变急剧增加，路面开始出现疲劳破坏。
3.温度-位移曲线温度-位移曲线反映了混凝土路面在不同温度下的变形情况。
试验结果表明，混凝土路面的变形随着温度的升高而增大。
在疲劳试验中，温度逐渐升高，路面的变形也逐渐加剧，最终出现疲劳破坏。
三、分析1.试验结果分析试验结果表明，混凝土路面的疲劳破坏主要是由于路面的应力集中和塑性变形导致的。
在试验过程中，载荷和温度是导致混凝土路面疲劳破坏的主要因素。
此外，试验结果还表明，混凝土路面的抗疲劳性能随着试验次数的增加而逐渐降低。
2.改进建议为了提高混凝土路面的抗疲劳性能，可以采取以下措施：（1）优化路面结构，减少应力集中。
（2）选择质量较好的混凝土材料。
（3）控制路面的温度变化，减少温度对路面的影响。
（4）加强路面养护，及时修补路面损伤。
考虑松弛的沥青混合料疲劳损伤累计模型研究_吴旷怀
图 1反映了应变控制疲劳试验过程中沥青混合 料模量随载荷作用次数而衰减的规律 . 但由于各试 件的疲劳寿命相差较大, 导致各试件的加载次数 模量 (N i - E i ) 曲线图形相差甚远, 不便于组内各 试件之间疲劳损伤过程的分析对比和一组试件疲劳 特性的概括. 将图 1 的坐标无量纲化 , 即将 E i 除以 初始模量 E 0, 将 N i 除以预设破坏标准下的加载次数 N f 后 , 得到残留模量比 A = E i /E 0 与循环数比 B = N i /N f 关系曲线, 如图 2 . 图 2反映了模量变化与疲 劳寿命之间的整体规律, 消除了试件之间的差异 , 便于沥青混合料疲劳过程的整体分析.
=材料科学 >
考虑松弛的沥青混合料疲劳损伤累计模型研究
吴旷怀 , 杨国良 , 张肖宁
1 1 2
(1 . 广州大学土木工程学院 , 广州 510006; 2. 华南理工大学交通学院 , 广州 510640)
摘 要 : 根据应变控制疲劳试验的受力特点, 通过分解沥青混合料应变, 控制疲劳试验输入和输出响 应 , 分析沥青混合料应变控制疲劳试验过程中的松弛现象 . 基于损伤力学和粘弹理论, 分析由应力松弛引 起的疲劳损伤和演化规律 , 建立考虑应力松弛沥青混合料疲劳损伤累计模型. 相同条件下一组大样本疲劳 试验结果与模型计算结果的对比表明 , 提出的损伤演化模型不仅拟合效果良好 , 且揭示沥青混合料在重复 载荷作用下初期模量衰减的粘弹非线性本质, 有利于沥青混合料疲劳研究和寿命预测. 关键词 : 沥青混合料 ; 应变控制 ; 应力松弛; 损伤模型 中图分类号 : U 4161217 ; U 414 文献标识码 : A 后进入 疲劳裂 纹扩展期 , 沥青混合 料模量 迅速降 低, 发生开裂破坏.
典型地区沥青混合料疲劳寿命动态模量代表值研究
典型地区沥青混合料疲劳寿命动态模量代表值研究
乔俊峰
【期刊名称】《内蒙古公路与运输》
【年(卷),期】2017(000)006
【摘要】沥青混合料在不同的试验温度和荷载频率作用下,其力学响应特征不同,不同的温度和行车荷载作用下服役的沥青路面产生的主要路面病害也不同.在沥青路面常见的病害中,疲劳破坏属于结构性破坏,可以利用行车荷载作用下的沥青面层混凝土力学响应特征参数来描述.文章通过调研内蒙古地区基本路况得到分析路面结构参数,并选取典型区域历年温度参数,利用调研所得数据,进行疲劳寿命等效温度预估分析,进一步得到疲劳寿命模量代表值.研究结果显示:典型路面结构下面层(AC-25C)的代表温度为3.1℃,疲劳寿命动态模量代表值为23291MPa.
【总页数】5页(P1-5)
【作者】乔俊峰
【作者单位】呼和浩特市公路管理局,内蒙古呼和浩特 010010;内蒙古自治区交通建设工程质量监督局
【正文语种】中文
【中图分类】T416.217
【相关文献】
1.典型地区沥青混合料永久变形动态模量代表值研究 [J], 张洪伟
2.基于耗散能相对变化率平稳值的橡胶沥青混合料疲劳寿命预测方法 [J], 孙雅珍;
房辰泽;王金昌;马作鑫
3.基于动态模量的不同碎石沥青混合料性能分析研究 [J], 马祥辉;胡家波;杨震宇;符东绪
4.我国再生沥青混合料动态模量的研究进展 [J], 张贺;刘忠根
5.我国再生沥青混合料动态模量的研究进展 [J], 张贺;刘忠根
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基于内聚力模型的沥青路面低温缩裂数值模拟
第29卷第6期2012年6月公路交通科技Journal of Highway and Transportation Research and DevelopmentVol.29No.6Jun．2012收稿日期:2011－09－29作者简介:钮凯健(1985－)，男，江苏南通人，硕士.(supernnn@ )doi :10.3969/j.issn.1002－0268.2012.06.003基于内聚力模型的沥青路面低温缩裂数值模拟钮凯健1，李昶2(1.苏州市市政工程设计院有限责任公司，江苏苏州215007; 2.东南大学交通学院，江苏南京210096)摘要:低温缩裂是沥青路面使用过程中遇到的主要病害之一，为了更清楚地揭示沥青路面低温缩裂的机理，基于内聚力模型，运用ABAQUS 有限元软件对沥青路面的低温缩裂过程进行数值模拟。
建立了粘弹性分析的模型，对约束试件温度应力试验(TSRST )进行数值模拟，其数值模拟结果与试验结果非常接近;拟定路面结构内聚力及粘弹性材料参数，模拟了不同降温时间情况下沥青面层断裂损伤的情况。
结果表明:低温缩裂模型中加入粘弹性参数后，路表面层发生初始损伤的起始温度要求更低;从断裂过程上来看，弹性的沥青面层开裂具有瞬时性，开裂过程极为短暂;加入粘弹性材料参数后，沥青路面开裂具有过程性，比弹性的路面结构更接近实际沥青路面的开裂状况。
关键词:道路工程;沥青路面;内聚力模型;粘弹性有限元;低温缩裂中图分类号:U416.217文献标识码:A文章编号:1002－0268(2012)06－0011－05Numerical Simulation of Low-temperature Shrinkage Cracking ofAsphalt Pavement Based on Cohesive Zone ModelNIU Kaijian 1，LI Chang 2(1．Suzhou Municipal Engineering Design Institute Co．，Ltd．，Suzhou Jiangsu 215007，China ;2．School of Transportation ，Southeast University ，Nanjing Jiangsu 210096，China )Abstract :Low-temperature shrinkage cracking is one of main diseases of asphalt pavement in service process．In order to reveal the mechanism of low-temperature shrinkage cracking more clearly ，numerical simulation of low-temperature shrinkage cracking process of asphalt pavement was carried out by using ABAQUS software based on cohesive zone model (CZM )．The viscoelastic analysis model was set up to simulate TSRST ，the result is very close to test result．CZM and viscoelasticity parameters of pavement structure were drafted．Pavements'damage in the case of different cooling time was simulated．The results show that (1)after adding viscoelasticity material parameters in the model ，the initial temperature of pavement surface initial damage was decreased ;(2)cracking process of elastic asphalt pavement was instantaneous ;(3)after putting viscoelastic material parameters into the model ，asphalt pavementexperienced a longer cracking process ，which is corresponding to practical situation of pavement cracking．Key words :road engineering ;asphalt pavement ;cohesive zone model ;viscoelastic finite element ;low-temperature shrinkage cracking 0前言沥青路面在使用过程中会出现各种各样的破坏，其中，沥青路面的低温开裂已经成为世界各国沥青路面使用过程中遇到的主要病害之一，分布十分普遍，严重地影响了沥青路面的使用性能和服务寿命［1］。