含智能感知器件的沥青路面材料力学特性PFC数值分析

摘要

埋入式智能感知器件势必会与路面沥青混凝土材料产生交互影响,为研究器件布设深度、数目、形状以及分散情况对沥青路面材料力学特性及破坏形式产生的影响,利用PFC2D数值模拟软件,从细观角度出发,采用离散元数值模拟的方法建立了在单轴压缩模拟试验条件下沥青试样埋入智能感知器件后的离散元模型,通过模拟沥青混凝土试样在不同影响条件的破坏模式,分析了不同路面埋设深度、器件数目、器件形状和分散状态对含智能感知器件沥青混凝土试样的力学特性及破坏形式的影响规律。研究结果表明:内含智能感知器件的沥青混凝土试样的力学特性及破坏形式受器件数目影响较大,且试验过程中产生的应力集中现象多发生于感知器件边缘与沥青混合料接壤处;器件单元的形状外轮廓会对试样裂缝的开展产生引导作用,矩形感知器件影响下的沥青混凝土试样,其破坏裂缝多呈“V”字形开展,而梯形的智能感知器件在相同的试验条件下容易诱发试样内部产生沿梯形侧边45°的斜裂缝。在各种因素影响条件下,含智能感知器件的沥青混凝土试样以3个器件在试样中呈对角分布状态时的强度最低,稳定性最差,此种分散情况会造成试样最大化程度的破坏。