沥青混凝土抗剪强度理论与指标研究开题报告

 2021-08-09 00:47:15

1. 研究目的与意义

由于高温和重载的综合作用,沥青路面易出现拥抱、推移和车辙等病害,不仅影响交通的舒适性和安全性,而且缩短了道路的寿命,造成巨大的损失。病害的出现一般被归结为沥青混凝土剪切流动变形,较高的抗剪强度可以保证沥青混凝土在高温下具有良好的抵抗永久变形的能力。抗剪强度理论是材料强度和结构强度研究的重要基础,因此,对沥青混凝土抗剪强度理论进行深入地研究,并合理确立和应用抗剪强度指标具有非常重要和迫切的意义。

2. 国内外研究现状分析

1. 早期的强度理论 强度理论是研究材料在复杂应力状态下的屈服和破坏的规律,是材料强度和结构强度研究的重要基础,它广泛应用于物理,力学,材料科学,地球科学和工程中。Coulomb(1736年~1806年)是最大剪应力强度理论的第一研究者,1773年,他发表论文认为破坏是沿着一定的平面的滑移引起的,还提出不仅要考虑滑移面的粘聚力,而且要考虑该面上法向力产生的摩擦,这是首次阐述的Coulomb强度理论。 19世纪时提出过三个强度理论,其中最大应力理论也称为第一强度理论,它认为材料在复杂应力下最大拉应力或最大压应力是决定强度的准则,只考虑了三个主应力中的一个主应力。第二强度理论为最大应变理论,它认为当材料的最大应变等于单向拉伸屈服应变时会破坏。这个理论现在已经不再使用了。1864年,Tresca提出最大剪应力屈服准则,即Tresca屈服准则,Tresca准则假设剪应力的临界值是一个常数。考虑了三个主应力中的两个主应力。2. 20世纪强度理论的发展 1900年,Mohr在发展他的强度理论时运用应力圆的方法,他认为材料的破坏是广义的,可以是材料的屈服或者断裂。Mohr破坏准则认为某平面上的极限剪应力是该截面上正应力的函数。Mohr-Coulomb理论可以被看作是Tresca准则的推广形式,两个准则都是基于最大剪应力是材料破坏的唯一决定性度量。1913年有von-Mises准则或八面体剪应力屈服准则,广泛应用于具有相同拉伸屈服应力和压缩屈服应力的金属材料。1952年,Drucker和Prager通过增加静水应力项修正了von-Mises准则,故也称为Drucker-Prager准则。在Mohr-Coulomb强度理论形成以后有提出过很多强度理论、准则、各种表达式和模型,要进行归纳分类有困难。Drucker、Bishop与Hill提出关于屈服面的假设,证明了屈服面的外凸性,使得强度理论的研究在更合理的理论基础上发展。俞茂宏用引入主剪应力 和该平面上的正应力的方法来描述强度理论。1961年,俞茂宏提出双剪屈服准则,而后发展成双剪强度理论,其极限面为所有外凸极限轨迹的外边界(上限)。1985年又提出了广义双剪强度理论。 1988年俞茂宏将各种强度理论归类划分为单剪强度理论(Single-Shear Strength Theory),八面体强度理论(Octahedral-Shear Strength Theory),双剪强度理论(Twin-Shear Strength Theory)三大系列理论。

3. 研究的基本内容与计划

1. 国内外研究现状 广泛阅读各种文献和资料,总结强度理论的发展状况。通过文献调研对沥青混凝土强度理论的国内外研究现状进行介绍。单剪系列强度理论从1864年的Tresca 准则到1900年的Mohr-Coulomb理论,经过了36年。双剪系列强度理论从1961年的双剪屈服准则到1985年的广义双剪强度理论,经过了1/4的世纪,1991年,提出了统一强度理论的理论公式。2. 三大系列强度理论 主要研究三大系列强度理论,包括单剪强度理论(Single-Shear Strength Theory),八面体强度理论(Octahedral-Shear Strength Theory),双剪强度理论(Twin-Shear Strength Theory)。归纳各个理论的前提条件、基本原理、力学模型、表达方式、破坏特性以及适用范围。然后,根据沥青路面车辙形成机理,对比不同理论用于实际沥青路面抗车辙性能评价的优势和不足。3. 评价指标 根据三个理论的基本原理,参照应力强度比这个参数的构成形式,分别建立基于不同抗剪强度理论的沥青混合料抗车辙性能的评价指标,并推导计算公式。

2012.2.13~2.25 查阅文献,了解研究课题的现状及背景意义2012.2.26~3.19 论文撰写(归纳研究现状及强度理论的比较)2012.3.20~4.30 论文撰写(完成实验及评价指标的确定)2012.5.1~5.25 整理及修改2012.5.26~6.1 答辩

4. 研究创新点

根据抗剪强度理论提出沥青混合料抗车辙性能的评价指标

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