水工沥青混凝土粘弹性本构模型实验研究

摘要

水工沥青混凝土是一种以沥青为胶结料，将骨料和填料集合在一起的复合材料，具有良好的耐久性、不透水性和柔性，被广泛应用于土石坝的防渗体系。目前关于水工沥青混凝土的力学性能研究较少，特别是在低温状态下的力学性能研究更少。因此，研究水工沥青混凝土在低温状态的力学性能对其在低温地区的应用与施工具有重要意义。
　　本文以水工沥青混凝土在低温、高应力条件下的蠕变实验为研究对象，对水工沥青混凝土在低温状态下的力学性能进行研究。首先，通过水工沥青混凝土在同一加载温度，不同加载应力条件下的蠕变实验和同一加载应力、不同加载温度条件下的蠕变实验，研究水工沥青混凝土的蠕变规律。然后，利用MATLAB编写四种常用的粘弹性本构模型的非线性拟合程序，和实验数据进行拟合，得到各个模型在各个加载温度和加载应力条件下的模型参数和拟合曲线，分析各个模型的优势与不足，选择其中最能够反映水工沥青混凝土在低温状态下的本构模型方程。最后，对选出来的最优本构模型方程的模型参数进行研究，利用灰色系统理论，研究各个参数受到加载温度和加载应力的影响程度分析，利用MATLAB拟合各个模型参数关于加载温度和加载应力的定量关系表达式，并通过实验曲线和预测曲线进行对比分析，验证定量关系式的正确性。
　　本文通过实验研究，发现Burgers模型能够更好的反映水工沥青混凝土在低温状态下的蠕变过程，并对其模型参数受到加载温度和加载应力的影响进行了定性与定量分析，建立了Burgers模型关于加载温度和加载应力的预测函数，对于水工沥青混凝土在低温地区的应用具有一定实际参考意义。

目录

声明

引言

1 绪论

1.1 水工沥青混凝土组成结构与应用

1.2水工沥青混凝土性能研究现状

1.3主要研究内容

1.4研究意义

2 水工沥青混凝土低温蠕变实验

2.1实验方案

2.2实验材料、设备

2.3试件设计及制备

2.4水工沥青混凝土低温蠕变实验

2.5实验数据处理

2.6本章小结

3 水工沥青混凝土粘弹性本构模型对比

3.1常用粘弹性本构模型

3.2模型拟合与参数确定

3.3模型对比分析

3.4本章小结

4 水工沥青混凝土Burgers模型本构研究

4.1灰色关联分析

4.2 Burgers模型参数影响分析

4.3 Burgers模型参数预测

4.4本章小结

5 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

附录：攻读工程硕士学位期间发表的部分科研成果