【摘 要】
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将再生骨料用于道路基层、底基层的修筑,既能解决天然砂石短缺的问题又能消纳大量建筑垃圾,符合我国可持续发展和生态文明建设的要求。但再生骨料来源复杂且变异性大,有限样本的室内试验无法代表种类繁多的再生骨料;再生骨料的掺入也增加了混合料内部的薄弱界面种类,从细微观尺度改变了再生骨料混合料的破坏机理。离散元法可以通过改变模型中颗粒间的接触模型和细观参数实现对不同来源的再生骨料的表征,从细观尺度研究再生骨料
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将再生骨料用于道路基层、底基层的修筑,既能解决天然砂石短缺的问题又能消纳大量建筑垃圾,符合我国可持续发展和生态文明建设的要求。但再生骨料来源复杂且变异性大,有限样本的室内试验无法代表种类繁多的再生骨料;再生骨料的掺入也增加了混合料内部的薄弱界面种类,从细微观尺度改变了再生骨料混合料的破坏机理。离散元法可以通过改变模型中颗粒间的接触模型和细观参数实现对不同来源的再生骨料的表征,从细观尺度研究再生骨料对混合料宏观力学性能的影响,十分适合再生骨料的研究。因此,研究基于离散元法建立水泥稳定再生碎石二维离散元模型,探索再生粗骨料的薄弱区域对水泥稳定再生碎石间接拉伸强度和破坏机理的影响。首先,基于再生骨料的特点与破坏模式,提出了二元化再生骨料离散元模型,将其分为不可破碎石料部分与可破碎薄弱区部分:基于Voronoi图曲边化随机生成石料外轮廓,采用Bubble Pack算法填充clump得到不可破碎的石料部分,通过自编FISH语言程序在生成可破碎的旧水泥砂浆和软弱颗粒薄弱区域。然后,根据再生骨料混合料模型内部存在的新石料、旧石料、新水泥砂浆、旧水泥砂浆和砖瓦颗粒5种颗粒,确定模型内部共具有15类主要接触,根据接触特性分别选用线性接触模型与线性平行粘结模型表征各类接触,提出分步标定法确定接触模型微观参数,利用室内试验进行验证,结果表明各分步的偏差小于2%,不同再生粗骨料掺量下的偏差小于10%,验证了离散元法的可行性。最后,对开发的离散元试验模型开展单因素分析和正交试验,分析了薄弱区对水泥稳定再生碎石间接拉伸强度的影响;基于天然骨料混合料和再生粗骨料混合料的裂缝发展进行破坏机理分析,试验表明薄弱区对混合料强度影响具有两面性。
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