基于損傷理論的混凝土路面結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理研究.pdf

1、近年來，公路在我國的發(fā)展非常迅速，公路上車輛行駛速度快，交通流量大，超載情況普遍。因此公路對路面路基的要求嚴(yán)格。已超載車輛對路面的損傷成為路面損傷的因素之一，在車輛超載的作用下，路面的損傷破壞，成了工程界主要關(guān)注的問題。大量的研究表明，路面的受力過程往往伴隨著損傷的發(fā)生，并且由于損傷力學(xué)在混凝土道路工程中的應(yīng)用日益成熟，因此有必要在研究中引入混凝土的損傷模型以貼合工程實(shí)際。與此同時(shí)，基層表現(xiàn)為明顯橫觀各向同性特征。綜上兩點(diǎn)本文同時(shí)考慮了

2、路基的橫觀各向同性和路面的混凝土損傷特性對道路性能的影響。
　　本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上，將彈性損傷理論和橫觀各向同性理論與有限元方法相結(jié)合，建立了路面結(jié)構(gòu)的三維仿真模型，同時(shí)考慮路基橫觀各向同性和路面的混凝土損傷的路面結(jié)構(gòu)在動(dòng)力荷載作用下的損傷，并研究了損傷度與路面剛度以及結(jié)構(gòu)厚度的關(guān)系以用于優(yōu)化路面設(shè)計(jì)。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1、選取典型的混凝土路面結(jié)構(gòu)為研究對象，該結(jié)構(gòu)將路面從上到下分為面層、基層、底基層和土

3、基層。針對不同結(jié)構(gòu)層的性質(zhì)，研究貼合工程實(shí)際的本構(gòu)關(guān)系，利用ABAQUS軟件建立合理的三維有限元模型。
　　2、混凝土路面的損傷破壞多數(shù)是因?yàn)檐囕v動(dòng)力荷載造成的，故本文研究了交通荷載作用對路面造成的損傷以確定損傷發(fā)生位置以及損傷演化過程，研究表明，損傷位置以及損傷演化方向符合理論分析以及工程實(shí)際。
　　3、本文首先通過比較不同超載量情況下的損傷因子，得出能夠引起損傷的臨界荷載。在此荷載基礎(chǔ)上，改變不同結(jié)構(gòu)層的結(jié)構(gòu)剛度以及結(jié)構(gòu)