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申请/专利权人：西安建筑科技大学

摘要：本发明公开了一种考虑胶结料随机非均匀性的沥青混合料开裂行为模拟方法，包括以下步骤；步骤一：沥青混合料试件制备：步骤二：试件CT扫描：步骤三：获取沥青混合料细观特征；步骤四：提取不同胶结料厚度；步骤五：将不同厚度胶结料和集料导入有限元软件；步骤六：获取不同厚度胶结料的模型参数；步骤七：确定沥青混合料其他模型参数；步骤八：批量分区域插入内聚力单元；步骤九：模型分析。本发明考虑胶结料分布的随机非均匀性，并根据不同胶结料厚度的失效模式确定的粘附CZM、粘聚CZM、粘附‑粘聚CZM并插入Cohesive单元，再将不同厚度的胶结料CZM参数赋予相应的粘附CZM、粘聚CZM以及粘附‑粘聚CZM，进而模拟沥青混合料的开裂行为。

主权项：1.一种考虑胶结料随机非均匀性的沥青混合料开裂行为模拟方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤一：沥青混合料试件制备：所用沥青混合料由粗集料、细集料、填料和沥青组成，粗集料和细集料均采用玄武岩，沥青选用SBS改性沥青或高粘改性沥青，根据不同的沥青混合料级配，通过旋转压实仪成型沥青混合料试件，所述沥青混合料试件直径为100±1mm，高度63.5±1.3mm；步骤二：试件CT扫描：采用工业CT扫描仪对成型的沥青混合料试件进行扫描；扫描电压为300kV，沿沥青混合料试件高度方向每隔100μm获取一张CT图像；步骤三：获取沥青混合料细观特征；步骤四：提取不同胶结料厚度；步骤五：将不同厚度胶结料和集料导入有限元软件；步骤六：获取不同厚度胶结料的模型参数；步骤七：确定沥青混合料其他模型参数；步骤八：批量分区域插入内聚力单元；步骤九：模型分析；所述步骤六胶结料的模型参数包括CZM模型参数，所述CZM模型参数包括抗拉强度、刚度和断裂能，可通过胶结料的拉拔试验获得，方法如下：胶结料的模型参数包括内聚力模型CZM参数，所述CZM参数即内聚力单元参数，包括抗拉强度、刚度和断裂能，可通过胶结料的拉拔试验获得，方法如下：制备不同厚度的胶结料试件，试件由胶结料和集料粘结而成，胶结料包含胶浆和砂浆，胶浆由沥青和粒径小于0.075mm的填料混合而成，胶浆中填料和沥青的比例为57.2:42.8；砂浆由细集料、矿粉和沥青组成，砂浆制备中所用细集料的最大粒径为1.18mm，砂浆的油石比为29.2％；通过胶结料拉拔试验获得胶结料试件破坏时的力-位移曲线，根据试件失效时的界面破坏情况可分为粘附失效、粘聚失效和粘附-粘聚失效三种失效模式，并根据失效模式，建立不同胶结料厚度与CZM参数的关系以及胶结料厚度与失效模式的关系；通过力-位移曲线中的峰值力可计算出抗拉强度，如式1；通过力-位移曲线围成的面积可得到断裂能，如式2；刚度计算公式如式3；获取不同厚度胶结料内聚力模型CZM的参数，建立胶结料厚度与CZM参数的关系，如式4； 其中：T-抗拉强度，MPa；F-力，KN；A-胶结料试件的横截面积，mm2；Gf＝∫σxdx2其中：Gf-断裂能Jmm2；x-位移mm； 其中：E和K-cohesive刚度和模量；di-峰值力对应的位移；Heff-cohesive的物理厚度；y＝fx4其中：y-CZM参数；x-胶结料厚度。

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