瀝青混合料粘彈力學(xué)破壞的非線性能量耗散統(tǒng)一模型基本信息

本項(xiàng)目主要研究了瀝青混合料在廣泛的溫度條件下和復(fù)雜力學(xué)圖式作用過程中，能量的統(tǒng)一表現(xiàn)形式和能量砂散的非線性機(jī)理，這對(duì)于在實(shí)際路面工程中合理評(píng)價(jià)瀝青材料的復(fù)雜粘彈力學(xué)破壞類型與標(biāo)準(zhǔn)提供了可靠的理論分析基礎(chǔ)。此項(xiàng)成果已發(fā)表于兩篇國際會(huì)議論文。同時(shí)，本項(xiàng)目還應(yīng)用上述理論成果，對(duì)不同瀝青品種，不同級(jí)配類型的瀝青混合料分析了疲勞滯后能耗、蠕變累積能耗與疲勞蠕變應(yīng)力比的關(guān)系，最終建立了用蠕變?cè)囼?yàn)的累積流動(dòng)能耗預(yù)測瀝青混合料疲勞性能的統(tǒng)計(jì)方程。該項(xiàng)成果詳見三篇國內(nèi)學(xué)術(shù)期刊（其中一篇待發(fā)表）。本項(xiàng)目已按預(yù)期計(jì)劃完成了預(yù)期目標(biāo)。 2100433B

伴隨著滬昆高速鐵路的修建，在列車振動(dòng)載荷作用下，不可避免地涉及紅粘土的振陷災(zāi)變問題, 而廣布紅粘土的湖南貴州等省是滬昆高鐵的必經(jīng)之地，因此對(duì)于紅粘土路基性質(zhì)的研究十分有必要。本課題依據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，確定紅粘土強(qiáng)度非線性特性、確定紅粘土應(yīng)變局部化特性、確定紅粘土應(yīng)變軟化特性。在考慮水對(duì)紅粘土力學(xué)特性的影響后，通過理論分析與計(jì)算建立紅粘土路基的地質(zhì)災(zāi)變模型。根據(jù)該模型計(jì)算紅粘土路基災(zāi)變時(shí)的能量耗散，計(jì)算外力的功和內(nèi)能沿著破壞面的耗散功，獲得紅粘土路基振陷災(zāi)變極值，提出紅粘土路基的隔振措施。根據(jù)得出的相關(guān)結(jié)論揭示高速列車荷載作用下紅粘土路基的地質(zhì)災(zāi)變機(jī)理，并考慮連續(xù)降雨和滲流對(duì)紅粘土路基振陷災(zāi)變的影響。通過實(shí)際紅粘土路基工程檢驗(yàn)該成果的正確性。研究成果對(duì)高速列車的交通安全具有重要意義。

粘彈性理論是固體力學(xué)的一個(gè)研究內(nèi)容。它在考慮材料的彈性性質(zhì)和粘性性質(zhì)的基礎(chǔ)上，研究材料內(nèi)部應(yīng)力和應(yīng)變的分布規(guī)律以及它們和外力之間關(guān)系。材料的粘性性質(zhì)主要表現(xiàn)為材料中的應(yīng)力和應(yīng)變率有關(guān)。粘彈性地基模型是在彈性地基模型基礎(chǔ)上加入了粘彈性元件（阻尼器或粘壺）。對(duì)于粘性元件( 阻尼器或粘壺) 它代表牛頓流體，服從牛頓內(nèi)摩擦定律。地基的粘彈性性質(zhì)，可采用粘彈性模型理論來描述，粘彈性模型可以由離散的彈性元件(彈簧)和粘彈性元件 (阻尼器或粘壺) 按不同的連接方式組合而成 。

粘彈性模型的本構(gòu)關(guān)系可分為兩部分：其一是球應(yīng)力分量下的本構(gòu)關(guān)系；其二是應(yīng)力偏量下的本構(gòu)關(guān)系。有些研究者認(rèn)為剪切變形（由應(yīng)力偏量引起）和體積變形（由球應(yīng)力引起）可以具有相同的流變規(guī)律，也可以具有不同的流變規(guī)律，甚至認(rèn)為球應(yīng)力不引起粘性變形。顯然，為了合理地考察工程材料在荷載作用下的粘性變形狀態(tài)，有必要分別對(duì)應(yīng)力偏量和球應(yīng)力進(jìn)行考察。當(dāng)假設(shè)剪切變形和體積變形具有相同的流變規(guī)律時(shí)，應(yīng)力偏量下的粘性系數(shù)和球應(yīng)力下的粘性系數(shù)之間存在何種關(guān)系。