Влияние упруго-вязко-пластичных свойств асфальто-бетона на накопление остаточных деформаций при пространственном динамическом нагружении дорожных конструкций

• Автор: Чирва, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 240 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Влияние деформационных свойств асфальтобетона на накоп

ление ОСТАТОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ ПРОСТРАНСТВЕННОМ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКИЙ

1.1 Состояние вопроса.

1.2 Описание режимов загружения, применяемых при испытаниях

битумоминеральных материалов.

1.3 Методы определения устойчивости асфальтобетона к колееобра

зованию

1.4 Теоретические предпосылки уточнения коэффициента Пуассона

Выводы по главе.

2. Исследование напряженнодеформированного состояния ас
фальтобетонных слоев покрытия дорожных конструкций под воздействием динамических нагрузок и температурных факторов с использованием механикоматематической модели
2.1 Описание механикоматематической модели прогнозирования накопления остаточных деформаций.
2.2 Реализация механикоматематической модели.
Выводы по главе.
3. Экспериментальные исследования динамики накопления ос
таточных деформаций в асфальтобетоне под воздействием расчетных нагрузок и температур при испытании на ползучесть
3.1 Конструкция прибора и методика испытания асфальтобетона на
ползучесть.
3.2 Экспериментальные исследования ползучести асфальтобетона .
3.2.1 Обоснование геометрических характеристик экспериментаьной модели но определению ползучести асфальтобетона
3.2.2 Методика проведения эксперимента по определению деформаций ползучести асфальтобетонных образОв
3.3 Экспериментальные исследования изменения коэффициента Пуассона асфальтобетона
3.3.1 Конструкция лабораторного стенда для исследования изменения коэффициента Пуассона
Выводы по главе.
4. Методика прогнозирования накопления остаточных деформаций в асфальтобетонных слоях дорожных конструкций
4.1 Основные положения.
4.2 Инструкция к программному комплексу расчета накопления остаточных деформаций в конструкциях нежесткой дорожной одежды
4.2.1 Введение.
4.2.1.1 Общее описание
4.2.1.2 Структура комплекса.
4.2.1.3 Требования к оборудованию.
4.2.1.4 Ограничение на комплекс.
4.2.1.4.1 Ограничения постановки
4.2.1.4.2 Ограничения реализации
4.2.2 Описание программного комплекса расчета накопления остаточных деформаций в конструкциях нежесткой дорожной одежды
4.3 Пример расчета дорожной конструкции на накопление остаточных деформаций
4.4 Экономическое сравнение предложенных вариантов конструкции дорожной одежды.
Выводы по главе.
5. Исследование динамики накопления остаточных деформаций на поверхности покрытий экспериментальных участков автомобильных дорог.
5.1 Создание наблюдательных станций и описание методики определения вертикальных перемещений дорожных покрытий
5.2 Определение вертикальных перемещений дорожных покрытий.
5.3 Мониторинг накопления остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций
5.3.1 Разработка конструкции зонда оказывающей минимальное влияние на работу дорожной конструкции
5.3.2 Разработка технологии установки зондов в дорожную конструкцию экспериментального участка автомобильной дороги.
5.3.3 Создание наблюдательной станции на экспериментальном участке дороги по исследованию накопления остаточных деформаций в элементах дорожных конструкций.
Выводы по главе.
Общие выводы
Литература


Л. Ребиндера 3 в широкую исследовательскую практику вошло определение структурномеханических свойств на основе анализа кривых течения реологических кривых. При постоянно действующем напряжении развитие деформаций во времени в упругопластичных материалах зависит от величины напряжения. Когда действующее напряжение Р достаточно мало и меньше предела упругости или предела текучести, т. Гука. Она медленно развивается после приложения нагрузки и так же медленно спадает после снятия напряжения. Эту деформацию иногда называют деформацией замедленной упругости. В рассматриваемом случае, когда РРК, после снятия напряжения первоначальная геометрическая форма тела полностью восстанавливается. Характер кривой деформациявремя при приложении и снятии нагрузки показан на рисунке 1. Рисунок 1. Когда действующее напряжение Р превышает предел текучести Рк, но меньше предельного напряжения Рт, вызывающего разрушение материала, т. Р,РРК. У асфальтобетонов свойство вязкости проявляется при определенной температуре. В жидких и газообразных средах течение наступает даже при незначительных внешних нагрузках. У твердообразных сред вязкое течение проявляется, начиная с определенного уровня напряжения, и обуславливает развитие необратимых деформаций с течением времени. Итак, в отличие от теории пластичности, в которой при определенном уровне нагружения появление пластических деформаций происходит независимо от фактора времени, необратимые вязкие деформации нарастают в течение довольно продолжительного временного отрезка, т. На базе подобной модели основателями реологии Бингамом и Грином введено понятие вязкопластичного тела, или тела Бингама . В более общем случае, при переменном уровне напряжений, уравнения вязкого течения Шведова обобщают уравнения Максвелла и записываются так
СТЬЮ . Уравнения Фойхта описывает процесс последействия, т. Максвелла процесс релаксации напряжений. Одновременный учет последействия и релаксации проводится в теории ползучести. Рису нок 1. Условно процесс ползучести разделяют по скорости развития деформации ползучесть может протекать либо с уменьшающейся скоростью и деформации асимптотически приближаются к некоторым конечным значениям процесс затухающей ползучести рисунок 1. АВ неустановившейся затухающей ползучести, фаза ВС установившегося течения, фаза нарастающей ползучести рисунок 1. При этом интенсивное разрушение материала происходит в пределах третьей стадии, на участке . Оба процесса характеризуются мгновенными значениями деформаций, которые нарастают за очень короткий промежуток времени после приложения нагрузки. При разгрузке рисунок 1. Если к моменту времени, условно принятым бесконечным, деформации не уменьшились до нуля, то говорят о наличии необратимых деформаций, в противном случае деформации считаются обратимыми, упругими. Обратимая деформация состоит, таким образом, из двух частей часть обратимой деформации, которая снимается при разгрузке мгновенно, и обратимая деформация, восстанавливающаяся за бесконечный интервал времени. К г 1. Верхним индексом е в 1. Это соотношение отображено на следующей схеме. Рисунок 1. Степень снижения упругих деформаций по отношению к необратимым зависит от множества факторов, влияющих на поведение материала времени приложения нагрузки, уровня напряженнодеформированного состояния, температуры, влажности, параметров колебаний частиц материалов и должна определяться эмпирически, из макро или микро экспериментов. Рисунок 1. В работе Т. Н. Кирюхина отмечается, что при положительных температурах обратимые деформации асфальтобетона являются вязкоупругими и развиваются во времени упругое последействие одновременно с необратимыми, однако они не участвуют в накоплении остаточных деформаций. Поэтому при определении остаточных деформаций асфальтобетона необходимо прямо или косвенно выделить необратимую составляющую из общей деформации материала. Так же отмечается следующее Чтобы правильно прогнозировать накопление остаточных деформаций в асфальтобетонных покрытиях по данным лабораторных испытаний образцов или кернов необходимо знать закономерности вязкопластичпого деформирования и разрушения асфальтобетона .