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建筑固废再生骨料水稳混合料疲劳试验与近场动力学模拟
1
作者
侯可
华文俊
+4 位作者
肖源杰
王小明
杨涛
陈宇亮
陶泓凯
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第4期1426-1439,共14页
建筑拆除固废再生骨料制备的水泥稳定碎石混合料(简称再生水稳混合料)可用于透水型路面基层建造,不仅可实现其资源化和高值化利用,而且可助力海绵城市和生态道路建设。然而,再生水稳混合料疲劳裂纹的产生机理与内部结构微损伤的累积过...
建筑拆除固废再生骨料制备的水泥稳定碎石混合料(简称再生水稳混合料)可用于透水型路面基层建造,不仅可实现其资源化和高值化利用,而且可助力海绵城市和生态道路建设。然而,再生水稳混合料疲劳裂纹的产生机理与内部结构微损伤的累积过程尚不明确,亟待深入研究,故有必要从再生水稳混合料疲劳开裂行为出发,研究其内部细观结构特征与宏观疲劳损伤发展之间的关联机制。本文基于近场动力学理论建立考虑再生水稳混合料细观结构特征的损伤力学模型,从细观层面揭示再生水稳混合料疲劳损伤机理,并探究再生骨料掺量与应力的影响。研究结果表明:近场动力学疲劳模型能够准确获取再生水稳混合料疲劳损伤起始至试件疲劳破坏的损伤演化全过程;骨料与水泥基体界面处的应力集中是疲劳裂纹萌生与扩展的主要诱因;随着再生骨料掺量的增加,密实型水稳混合料内部的疲劳裂纹数量增加且呈现出竖直的裂纹形态;不同于密实型水稳混合料,透水型水稳混合料内部疲劳裂纹会受到孔隙边缘处应力集中现象的影响,产生更少的疲劳裂纹,其疲劳寿命与应力比系数呈现出较为明显的半对数线性关系,基于此得到的疲劳方程可进一步预测具有不同再生骨料掺量的透水型水稳混合料在不同应力水平下的疲劳寿命,为建筑固废再生水稳混合料的优化设计提供理论基础。
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关键词
建筑拆除固废
再生骨料水稳材料
疲劳损伤
数值模拟
近场动力学
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职称材料
题名
建筑固废再生骨料水稳混合料疲劳试验与近场动力学模拟
1
作者
侯可
华文俊
肖源杰
王小明
杨涛
陈宇亮
陶泓凯
机构
中南
大学
土木
工程
学院
瑞典皇家理工大学土木与建筑工程学院
中南
大学
重载铁路
工程
结构教育部重点实验室
湖南省交通科学研究院有限公司
中南
大学
邓迪国际
学院
出处
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第4期1426-1439,共14页
基金
国家自然科学基金资助项目(52178443)
湖南省自然科学基金杰出青年基金资助项目(2024JJ2073)
+1 种基金
国家重点研发计划项目(2023YFC3807205,2019YFC1904704)
武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室开放基金资助项目(SYSJJ2022-04)。
文摘
建筑拆除固废再生骨料制备的水泥稳定碎石混合料(简称再生水稳混合料)可用于透水型路面基层建造,不仅可实现其资源化和高值化利用,而且可助力海绵城市和生态道路建设。然而,再生水稳混合料疲劳裂纹的产生机理与内部结构微损伤的累积过程尚不明确,亟待深入研究,故有必要从再生水稳混合料疲劳开裂行为出发,研究其内部细观结构特征与宏观疲劳损伤发展之间的关联机制。本文基于近场动力学理论建立考虑再生水稳混合料细观结构特征的损伤力学模型,从细观层面揭示再生水稳混合料疲劳损伤机理,并探究再生骨料掺量与应力的影响。研究结果表明:近场动力学疲劳模型能够准确获取再生水稳混合料疲劳损伤起始至试件疲劳破坏的损伤演化全过程;骨料与水泥基体界面处的应力集中是疲劳裂纹萌生与扩展的主要诱因;随着再生骨料掺量的增加,密实型水稳混合料内部的疲劳裂纹数量增加且呈现出竖直的裂纹形态;不同于密实型水稳混合料,透水型水稳混合料内部疲劳裂纹会受到孔隙边缘处应力集中现象的影响,产生更少的疲劳裂纹,其疲劳寿命与应力比系数呈现出较为明显的半对数线性关系,基于此得到的疲劳方程可进一步预测具有不同再生骨料掺量的透水型水稳混合料在不同应力水平下的疲劳寿命,为建筑固废再生水稳混合料的优化设计提供理论基础。
关键词
建筑拆除固废
再生骨料水稳材料
疲劳损伤
数值模拟
近场动力学
Keywords
building demolition waste(BDW)
cement-treated recycled aggregate material
fatigue damage
numerical simulation
peridynamics
分类号
TU411 [建筑科学—岩土工程]
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题名
作者
出处
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1
建筑固废再生骨料水稳混合料疲劳试验与近场动力学模拟
侯可
华文俊
肖源杰
王小明
杨涛
陈宇亮
陶泓凯
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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