[发明专利]一种沥青混合料三维应变破坏准则模型的计算方法

权利要求书

1.一种考虑刚度变化的沥青混合料三维应变破坏准则模型的计算方法，其特征在于：具体步骤如下：

S1、开展双围压三轴试验，建立八面体应力空间中的破坏准则模型；

S2、利用位移传感器采集竖向应变值，运用广义胡克定律计算另外两个方向的应变值，建立沥青混合料应变空间中的强度准则；

S3、按照原点修正法，根据双围压三轴试验测得的数据计算出的不同应力状态下沥青混合料的静态回弹模量值，选择合适的回归模型；

S4、将静态回弹模量回归模型推广到应变空间中，得到复杂应力状态下考虑模量值变化的应变破坏准则模型的拉压子午线及破坏包络线。

2.根据权利要求1所述的一种考虑刚度变化的沥青混合料三维应变破坏准则模型的计算方法，其特征在于：所述步骤S1中开展双围压三轴试验建立八面体应力空间中的破坏准则模型步骤如下：

S1.1、按照《公路工程沥青与沥青混合料试验规程(JTG E20-2011)》标准试验方法配比成型SMA-13沥青混合料，选取试件尺寸的直径、高度均为100mm；利用旋转压实机得到直径为100mm，高度为106mm的圆柱形试样；将试样在冷却水作用下进行端部抛切得到高度为100mm的试样，然后进行钻芯获得空心圆柱体试件进行测试；

S1.2、采用三向加载设备，开展平面等压/轴向压缩、平面等压/轴向拉伸和平面拉压/轴向拉伸破坏特性试验，获取材料破坏特征点的三向主应力和轴向应变数据；

S1.3、根据拉、压子午线共点且形状相似的特点，成比例地拟合子午线；在八面体空间建立以拉、压子午线和破坏包络线表征的、能考虑各应力分量之间联合破坏作用的应力破坏准则模型，公式如下：

压子午线：

拉子午线：

破坏包络线：τ_oct(θ)＝τ_ot-(τ_ot-τ_oc)sin⁷1.5θ

f_c为沥青混合料的单轴抗压强度，取绝对值，a₁、b₁、c₁、k为回归系数，

式中，σ_oct为沥青混合料的八面体正应力、τ_oct为八面体剪应力，θ为洛德角，σ₁为第一主应力、σ₂为第二主应力、σ₃为第三主应力；具体描述如下：

3.根据权利要求1所述的一种考虑刚度变化的沥青混合料三维应变破坏准则模型的计算方法，其特征在于：所述步骤S2中，建立沥青混合料应变空间的强度准则的步骤如下：

S2.1、采用三轴试验装置对沥青混合料进行加载，实验过程中采用MTS位移传感器采集竖向应变值，在三维主应变空间中，运用广义胡克定律计算另外两个方向的应变值：

ε₁、ε₂、ε₃分别为第一、二、三主应力方向的应变；

S2.2、应变空间的破坏面由子午面及等斜面中的横截面来描述，对应构成拉压子午线和π平面上强度包络线的模型如下所示：

式中，变量为单轴压缩时第一、二和第三主应变，为单轴压缩破坏点对应的等效应变值；μ为泊松比；ε_oct为八面体应变空间上的正应变；γ_oct八面体应变空间上的剪应变；

S2.3、三维应力状态下沥青混合料各应变值随静水应力变化而变化，且八面体剪应变γ_oct随八面体正应变ε_oct呈抛物线形式变化；由此，考虑到与应力空间中的强度模型的一致性，通过ε_oct与γ_oct建立应变空间中的三维破坏准则模型：

压子午线：

拉子午线：

破坏包络线：γ_oct(θ)＝γ_ot-(γ_ot-γ_oc)sin⁷1.5θ

a₂、b₂、c₂、k为回归系数。