粗集料洛杉磯磨耗虛擬試驗(yàn)方法的研究.pdf

1、基于洛杉磯磨耗試驗(yàn)的粗集料磨耗值是道路建材設(shè)計(jì)最為重要的力學(xué)指標(biāo)之一。為分析導(dǎo)致粗集料磨耗值改變的主要因素，論文采用離散單元法進(jìn)行試驗(yàn)的仿真分析。研究中，采用能量跟蹤方法，在三維顆粒流程序PFC3D平臺(tái)上，二次開發(fā)了離散球體運(yùn)動(dòng)分析程序，通過跟蹤單元體在指定時(shí)步內(nèi)能量的分析，確定了集料顆粒的狀態(tài)變化，并聯(lián)系量化模擬計(jì)算結(jié)果，討論了影響粗集料磨耗程度的試驗(yàn)條件和集料微觀屬性，在以下四個(gè)方面進(jìn)行了初步探討:
　　第一，分析了在洛杉磯磨

2、耗試驗(yàn)中，粗集料破碎和磨耗損失過程中的能量轉(zhuǎn)化機(jī)理，確定了虛擬試驗(yàn)以能量改變作為集料破碎的評(píng)判指標(biāo)，驗(yàn)證了集料的相互作用力和摩擦力對(duì)磨耗損失的巨大影響，發(fā)現(xiàn):在磨耗試驗(yàn)中，集料磨耗損失主要源于鋼球與集料顆粒之間的相互碰撞、滾壓和微量磨損作用。
　　第二，利用PFC3D商用軟件，建立了粗集料洛杉磯磨耗虛擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并通過跟蹤集料單元能量在試驗(yàn)過程中的適時(shí)變化，分析了集料與集料、集料與鋼球間的能量傳遞，提出了磨耗能量再分配的數(shù)值模擬實(shí)

3、現(xiàn)方法，即:基于單元體能量守恒原則，按指定的能級(jí)分配峰值能量，并與顆粒粒度和運(yùn)動(dòng)速度指標(biāo)相聯(lián)系，為磨耗虛擬試驗(yàn)提供了可行的實(shí)施路徑。
　　第三，采用沖擊試驗(yàn)分析了粗集料在沖擊作用下的碎化過程，并以石屑破碎百分率的變化作為粗顆粒體積減小評(píng)估指標(biāo)，經(jīng)反算得到粗顆粒體積變化率與沖擊能量的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)了粗集料磨耗的量化表述。
　　第四，以鋼球數(shù)量、粗集料的強(qiáng)度及剛度為變化量，結(jié)合洛杉磯實(shí)體試驗(yàn)，對(duì)瀝青混合料所采用的典型集料進(jìn)行了數(shù)

4、值仿真分析，發(fā)現(xiàn):
　　1)在洛杉磯磨耗試驗(yàn)中，鋼球是對(duì)集料實(shí)施磨耗作用的磨耗工具，也是傳遞磨耗能量的介質(zhì)體，對(duì)集料的磨耗起控制作用。在鋼球作用下，集料因沖擊、剪切而發(fā)生破壞產(chǎn)生的磨耗損失量是集料純磨耗下?lián)p失量的6倍以上。
　　2)顆粒的接觸剛度集中反映材料的強(qiáng)度，對(duì)集料磨耗損失程度不可忽略的影響。隨著顆粒接觸剛度的增加，材料表現(xiàn)的宏觀耐磨性也隨之提高，并具有較強(qiáng)抵抗摩擦、抗撞擊的能力。對(duì)比實(shí)體試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)具有更高強(qiáng)度的玄武巖