基于混合物理论的沥青混凝土细观本构关系研究

本课题从混合物理论、连续介质力学及张量学基本定律及方程出发，将沥青混凝土看作由集料、沥青胶浆及孔隙各组份组成的多相体系，考虑各组份在温度及荷载作用下相互之间作用及运动特征，结合沥青混凝土宏观几何、力学特性，推导其细观本构模型。然后采用动态三轴蠕变试验确定本构模型参数。同时采用CT扫描成像技术对蠕变试验过程沥青混凝土试样进行成像，建立几何模型，将该几何模型输入DEM数值模拟前处理模块，利用离散元数值仿真技术模拟沥青混凝土蠕变过程，并考虑时间-温度效应，分析模型的应力－应变状态。另外开发基于混合物理论的沥青混凝土蠕变过程DEM子程序。

本课题以混合物理论为基础，将沥青混凝土作为由集料、沥青胶浆及孔隙各组份组成的多相体系，推导了考虑温度及荷载作用的沥青混凝土细观本构模型。利用UTM试验机，分别对三种类型的沥青混凝土进行了动态三轴蠕变试验，得到了不同温度、不同偏应力、不同围压条件下沥青混凝土的永久变形特征，并根据试验结果得到了沥青混凝土本构参数。借助工业CT机，进行了沥青混凝土试验前后的细观结构扫描，揭示了混凝土内部的细观结构变化规律及试件破坏过程裂纹的分布形态，得到了试验前后混凝土细观结构的三维图像。基于扫描数字图像，将图像输入DEM前处理模块，利用所开发的DEM 子程序进行沥青混凝土蠕变过程数值仿真，结果表明数值模型可靠，方法科学，结果可信。