半刚性基层疲劳损伤模型及寿命预估
疲劳寿命预测与结构可靠性分析
疲劳寿命预测与结构可靠性分析疲劳是一种常见的结构失效形式，对于各种工程结构来说都是一个重要的问题。
疲劳失效通常是由于结构在长期的交变载荷下产生微小裂纹，最终导致结构破坏。
因此，准确预测疲劳寿命对于结构的安全可靠性分析至关重要。
疲劳寿命预测是通过建立适当的数学模型来估计结构在实际使用过程中的寿命。
这个过程需要考虑多种因素，包括结构的材料性能、载荷条件、结构几何形状等。
其中，最关键的是建立适当的疲劳损伤累积模型。
疲劳损伤累积模型是通过将载荷历程进行离散化，将结构在每个载荷循环下的应力水平与疲劳寿命损伤关系进行对应，从而计算出结构的疲劳损伤累积。
常用的疲劳损伤累积模型包括线性累积模型、双曲线累积模型和修正曲线累积模型等。
线性累积模型是最简单的疲劳损伤累积模型，它假设结构的疲劳寿命损伤与载荷循环次数成正比。
这个模型的优点是简单易用，但是在实际应用中往往存在较大的误差。
双曲线累积模型考虑了载荷历程中应力水平的变化，相对于线性累积模型更加准确。
修正曲线累积模型则进一步考虑了材料的强度退化和载荷频率对疲劳寿命的影响，是目前应用最广泛的模型之一。
除了疲劳寿命预测，结构可靠性分析也是一个重要的研究方向。
结构可靠性分析是通过考虑结构设计参数的不确定性，评估结构在设计寿命内的可靠性水平。
可靠性分析可以帮助工程师确定结构的安全系数，为结构的设计和维护提供科学依据。
结构可靠性分析的关键是确定设计参数的概率分布函数。
常用的方法包括统计分析、试验数据分析和专家经验法等。
统计分析方法通过对大量数据的统计处理，得到设计参数的概率分布函数。
试验数据分析方法则通过对实际试验数据的分析，估计设计参数的概率分布函数。
专家经验法则是根据专家的经验和知识，对设计参数的概率分布函数进行估计。
在结构可靠性分析中，可靠性指标是一个重要的评估指标。
常用的可靠性指标包括可靠性指数、失效概率和可靠度指标等。
可靠性指数是用来评估结构在设计寿命内的可靠性水平，失效概率则是评估结构在设计寿命内发生失效的概率。
复合材料的疲劳寿命预测模型与应力因素分析
复合材料的疲劳寿命预测模型与应力因素分析引言：复合材料是一种由两种或两种以上的材料组成的新型材料，具有轻质、高强度和耐腐蚀等优点，在航空航天、汽车制造和建筑工程等领域得到了广泛应用。
然而，由于其复杂的结构和多种材料的组合，复合材料在长期使用过程中容易出现疲劳破坏，因此研究复合材料的疲劳寿命预测模型和应力因素分析具有重要意义。
一、疲劳寿命预测模型1.1 疲劳寿命的概念疲劳寿命是指材料在循环载荷下能够承受的次数，也是材料在疲劳加载下出现破坏的循环次数。
疲劳寿命预测模型的建立可以帮助我们更好地了解材料的疲劳性能，从而提前预防疲劳破坏。
1.2 疲劳寿命预测模型的分类疲劳寿命预测模型可以分为经验模型和物理模型两种。
经验模型是通过试验数据拟合得到的，适用于相似材料和相似加载条件下的疲劳寿命预测。
物理模型则是通过材料的物理性质和力学行为建立的，适用于复杂材料和加载条件下的疲劳寿命预测。
1.3 经验模型的应用经验模型是疲劳寿命预测中最常用的方法之一。
常见的经验模型有Basquin模型、Coffin-Manson模型和Smith-Watson-Topper模型等。
这些模型通过试验数据的拟合，可以得到材料的应力应变曲线和疲劳寿命曲线，从而进行疲劳寿命的预测。
1.4 物理模型的应用物理模型是疲劳寿命预测中较为复杂和精确的方法。
物理模型通过考虑材料的微观结构和应力分布等因素，建立材料的疲劳寿命预测模型。
常见的物理模型有微观损伤力学模型、断裂力学模型和有限元分析模型等。
这些模型可以更准确地预测复合材料的疲劳寿命，并为材料设计和工程应用提供指导。
二、应力因素分析2.1 应力的分类在复合材料的疲劳分析中，应力可以分为静态应力和疲劳应力。
静态应力是指材料在静止状态下受到的外力作用，疲劳应力则是指材料在疲劳加载下受到的循环载荷作用。
2.2 应力的影响因素复合材料的疲劳寿命与材料的应力分布密切相关。
应力的大小、方向和分布都会对材料的疲劳性能产生影响。
路面结构指标
合同号：2008 318 000 99 密级：
基于多指标的沥青路面结构设计 方法研究 （总报告简本）
中交路桥技术有限公司 2012 年 3 月
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公路等级 高速 一级 二级 特重冻区 （冰冻指数≥2800ºC·日） Ⅲ级 Ⅳ级 重冻区 中冻区 （冰冻指数<2800~2000 ºC·日） （冰冻指数<2000~800 ºC·日） Ⅰ级或Ⅱ级 Ⅰ级 Ⅱ级或Ⅲ级 Ⅰ级或Ⅱ级 Ⅲ级或Ⅳ级 Ⅱ级或Ⅲ级
2.2 设计可靠度
参照美国力学经验法路面设计指南规定的路面结构的设计可靠度以及水泥 混凝土路面设计规范，提出表 2-2 所示的各级公路沥青路面的设计可靠度。 表 2-2 沥青路面结构设计可靠度
目标可靠度
结构层组合 结构性能分析
材料设计 材料性能测试
沥青层疲劳
半刚性层疲劳
路基永久变形
沥青层永久变形
沥青低温
使用性能标准
否 否
符合？
是
选定路面结构组合和混合料组成
图 2-1 新建沥青路面结构设计流程
2
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损坏控 制指标 轮-轴 型 系数 沥青结合料类结构层底面 拉应变 单轮 双联轴 三联轴 路基顶面压应变 单轮 双联轴 三联轴 无机结合料类结构层底面 拉应力 单轮 双联轴 三联轴
a1
4.5
a2
1.6
a2
2.0
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2.3
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2.0
a2
3.9
a1
半刚性基层疲劳引起的路面受力变化
破坏 的极 限状态的 ， 如疲劳方程 ； 另一方面是 针对 基层疲劳加载过程 ．
如 疲 劳过 程 应 力 一 变 关 系 、 计 损 伤 规 律 及 刚 度 衰 减 。 应 累
半 刚性 基层疲劳次数 比沥青面层疲 劳次 数小得多 已经是个不争 的事实 。 本文着重研究了半刚性 基层路 面的基层各位置在疲 劳过程 的 应 力 、 变 状 态 ， 及 基 层模 量 衰 变 的 特性 。 应 以 １半 刚 性 基 层材 料 疲 劳 发 展 过 程 中底 部 。和 Ｅ 变 化 规 律 ． 的 我 国沥青 路面设计规范对 高等级道路必须 验算半 刚性 材料结构 层 的拉应力 ， 要求结构层底 面的最 大拉应力不大 于结 构层材料的容许 拉应力 。因而必须考虑基层层底 拉应力在疲劳 发展过程 中的变化规 律。 现 在 采 用 的 典 型半 刚性 基 层 沥 青 路 面结 构 及 参 数 为 ：荷 载 Ｂ Ｚ 路基 顶面压应变的增 加 ， 以在选 用模量较低 的基层时 。 Ｚ一 所 必须验证路 １０ １ １．５ｍ，＝ ． ７ ａ 土基 弹 模 Ｅ＝ ０ ａ ０ ，＝ ０６ ｅ ｐ ０７ ＭＰ ； ５ ０ ￣ ５ ＭＰ ，自松 比 Ｏ３ 沥 基 的 承 载力 是 否满 足 要求 ． ５； 青 面层 弹模 Ｅ＝１０ ＭＰ ， ｌ ５ ０ ａ 泊松 比 ＝ ，５ ｈ＝１ｅ 半刚性基层模 弹 Ｏ２ ， ｉ ５ ｍ； 半 刚性 基层模量下 降到 ８ ０ ａ时 ， ０ ＭＰ 基层材料几乎衰 变成粒料基 Ｅ＝１０ ＭＰ ， 松 比 ２Ｏ２ ｈ＝ ０ｍ； 基 层 Ｅ＝ ０ ＭＰ ， 松 比 ３ 层 ，必 须 重 新 验 证 基 层 顶 面 的 粒 料 变 形 等 。 这 时 基 层 模 量 下 降 到 ￣ ６ ０ ａ泊 ＝ ． ｚ３ ｃ 底 ５， ３６ ０ ａ泊 ＝ ０ ２ ｈ＝２ ｅ 。 ．５， ￣ ０ ｍ Ｉ０ ＭＰ Ｏ ０ ａ时 ， 底 的 拉 应 变 上 升 到 最 大 ， 到 ２６ 。 一 定 程 度 上 来 层 达 ．％ 从 沥青面层与半 刚性基层层 间连续。随着交通荷 载作用次 数的增 说 ，使弯拉应 变的增加有 可能导致半 刚性基层这 种脆 性材料开裂 ． 破 加， 基层模量将逐渐下降 。 基层底 坏板体结构 。 应力减小的幅度是弯拉应变增加的幅度的 ２ 倍 。 ５ 如果改 部的弯拉应力和弯拉应变也将会 善半刚性材料脆性 的弱点则对路 面使用性能大大提高 。 。 Ｉ ‘ Ｊ ｒ ● 发生变化。 ２半 刚 性 基 层 材 料 疲 劳 发 展 过 程 中 内部 受 力 变 化 规 律 ． ｈ １ Ｅ ｉ 采 用 Ｓ Ｅ Ｌ 沥 青 路 面 设 计 ＨＬ 由于基层 内的应力扩散 以及材料 的特点 ，当基层模 量衰变时 ， 基 方 法 的 通 用计 算 程序 对 基 层 底 部 层各位置 的应力 、 应变 的变化率相差较大 。这种结构 的中性面位置处 的弯拉应力 和弯拉应变 进行了计 于 基 层 内 ， 且 逐 渐 上 升 ， 于 中性 面 以 上 基 层 各 点 受 拉 ， 之 ， 中 并 处 反 在 算 ，位 于 荷 载 轮 隙 中 间 下 的 ｄ点 性 面 以下 受 拉 。 Ｅ 】 位 置 ， 图 １其 弯 拉 应 力 Ｇ 和 弯 如 。 ｒ 现在还 是采用上 面所 列举 的典型半刚性基 层沥青路面 结构及 参 拉应 变 ￡ ｄ的计算 结果 见 图 １所 数 示 。各 模 量 值 对 应 的 应 力值 和 应 采用 Ｓ Ｅ Ｌ沥青路 面设计 方法的通用计算程序对基 层内部 的弯 ＨＬ 图 １ 半 刚 性 路 面 结 构 图 变 值 见 表 １ 。 拉（ ） 压 应力和弯拉（ ） 压 应变 进行 了计算 ， 基层各点 的弯拉 （ 应力 压） 表 １ 各 模 ■ 值 对 应 的应 力值 和 应 变 值 的计算结果 ， 见图 ３ 所示 。 为便于 比较 ， 还计算 了弯拉 （ ） 压 应力和弯拉 （ ） 压 应变的变化率 。 见图 ４所示 。 基层模量 值 （ ａ ＭＰ ） １０ ６０ ｌ０ ４０ ｌ０ ２０ １（ ） ０ｏ ８０ ０ 图 中 ３给 出 了 ａｂ、、 、 ｃ ｄ４点 的拉 （ ） 力 值 。 压 应 ａ点 的应 力 状 态 为 压应 力 ， 并且逐渐变小 ， 其他点都为拉应力 。 ｂ是拉应 力较小但 逐渐增
沥青混凝土路面疲劳设计分析
时 间
。
Ｂ√ ＼ ／ ，
／
其 中， 为该材料 的抗 拉强度 ； 。 Ｇ为某 轴载 作用 Ｎ 次 的疲 劳
拉 应 力
拉应力 。
图 １ 沥 青 路 面
图 ２ Ａ ， 点 Ｂ
面 层 在 车 轮 下 的 受力 状 态
应 力 随 时 间 的 变 化
裂缝通常从面层底部开始 ， 面疲劳设 计也应该 以面层底部 的拉 路 应力 、 拉应变作 为控 制指标 。
半刚性基层 中 ｂ ．４ Ｃ ．１ 沥青稳定基层 中 ｂ＝０ ８ ， ＝０ ８ ， ＝０ １ ； ．４
ｃ ．２ 则 有 ： ＝０ ２ ， 半 刚 性 基 层 ： ／ ２ Ｐ ／ ）＂ Ｎ１Ｉ ＝（ ２ Ｐ１７ ４ Ｖ ６０ 沥 青 稳 定 基 层 ： ／ ＝（ ／ ）． ０ Ｎ１Ｎ２ Ｐ２Ｐ１３ ２ ８
长期使用过程 中压应 力 、 拉应 力 均存在 ， 处 于两种 应力交 迭 变 且
根据我 国沥青路 面设计 规范 ， 在计 算沥青混合料 与半刚性材 化状态 ， 当荷载重复作用超过路面 面层 材料所 能承受 的疲劳 次数 料 的结构强度系数 Ｋｓ ＝Ｂ０ 时 ， 采用 的系 数 Ｃ分别为 ０ ２ ．２和 后， 就会使 结构强度抵抗力下降 ， 产生疲劳破坏 。 ０． １１。
随着车轮滚动而变化 （ Ｂ点 随时 间变 化 曲线 如图 ２所示 ） 当车 ： 轮作用于 Ｂ点正 上方 时 ， 点受 到三 向拉 应力作 用 ； Ｂ 当车轮行驶 过后 Ｂ 点应 力方 向转变 ， 数值变 小 ， 并有剪应力 产生 ； 当车轮驶过
一
沥青混合料疲劳 寿命 为 ：
＝
（
）
容许 拉 应 力 Ｒ 则 厚 度 满 足 。 即 ： ，
路面工程习题参考答案2018
路面工程(第五版)习题参考答案备注：综述题有些只给了大纲，需要加以展开论述。
第一章路面工程概述（课本第一章相关部分）1、路面的功能要求包括哪几个方面A.强度和刚度（承载能力）B 稳定性（水温稳定性）C 耐久性D 表面平整E 抗滑F 环保性－少尘、低噪音G 辨识性－色彩、车道改变2、对路面有哪些基本要求(1)具有足够的强度和刚度(2)具有足够的水温稳定性(3)具有足够的耐久性和平整度(4)具有足够的抗滑性(5)具有尽可能低的扬尘性(6)符合公路工程技术标准规定的几何形状和尺寸3、路面结构为什么要分层，水泥混凝土路面和沥青混凝土路面如何进行分层行车荷载和自然因素对路面的影响，随路面结构深度的增加而逐渐减弱，对结构层材料的强度、抗变形能力和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐减弱。
按照使用要求、受力状况、土基支撑条件和自然因素影响程度的不同划分。
通常分为面层、基层和功能层。
水泥混凝土路面：面层（水泥混凝土面板），基层(可分几个亚层),功能性垫层沥青混凝土路面：分层更细，面层、基层均可分几个亚层、在路基与基层间可设功能层。
4、路面结构层位与层位功能(沥青路面与水泥路面不同)面层：面层是直接同行车及大气接触的表面层次，它承受较大行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降雨的浸蚀和气温变化的影响，因此，同其它层次相比，它应具有较高的结构强度、抗变形能力和较好的水稳定性与温度稳定性，且应耐磨、不透水，表面还应有良好的抗滑性与平整度。
基层：主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的路基（含垫层及土基），因此，它也应具有足够的强度与刚度，并应具有良好的扩散应力的能力；基层受大气影响较面层小，但仍可能受地下水及面层渗入雨水的浸湿，故也应具有足够的水稳定性；同时，为保证面层平整，它还应具有较好的平整度。
功能层：为保证面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基处于稳定状态必要时设置功能层。
他的主要功能是加强路面结构层之间的联接、改善路基的湿度和温度状况。
材料的疲劳寿命预测模型
材料的疲劳寿命预测模型材料的疲劳寿命预测模型是工程领域中一个重要的研究课题。
疲劳寿命预测模型可以帮助工程师评估材料在长期循环加载下的性能稳定性和耐久性，从而指导设计和制造工作。
本文将讨论一些常见的材料疲劳寿命预测模型，并探讨它们的应用和局限性。
在材料科学与工程中，疲劳是指材料在周期性加载下经历应力集中、微裂纹形成和扩展，最终导致疲劳断裂的现象。
疲劳断裂在许多领域中都是一个重要的失效模式，比如飞机、桥梁、汽车和重型机械等。
因此，通过预测材料的疲劳寿命，可以帮助我们更好地理解和优化材料的性能。
常见的疲劳寿命预测模型主要分为基于经验和基于物理原理的两种。
基于经验的模型是利用试验数据来建立统计模型，根据材料的历史表现来预测其未来行为。
常见的经验模型包括S-N曲线法、D-N曲线法和Smith-Watson-Topper模型等。
基于物理原理的模型则是基于材料的微观结构和物理行为建立的模型，常见的有裂纹扩展理论和应力集中因子法等。
S-N曲线法是最常见的疲劳寿命预测方法之一。
该方法通过将不同应力幅下的循环寿命与应力振幅作图，得到一条曲线，即S-N曲线。
通过该曲线，可以根据给定的应力幅来预测材料的疲劳寿命。
然而，S-N曲线法的局限性在于，它只能适用于特定应力水平和加载方式下的情况。
此外，S-N曲线法也忽略了材料的微观结构和物理行为，不能提供对寿命预测的深入理解。
裂纹扩展理论是基于材料的微观结构和裂纹行为建立的模型。
该模型利用应力强度因子和裂纹形态参数来预测裂纹扩展速率和寿命。
该方法适用于目标裂纹长度相对较长的情况，可以提供更准确的寿命预测。
然而，裂纹扩展理论需要大量的试验数据和复杂的数学计算，所以在实际应用中存在一定的限制。
在实际应用中，疲劳寿命预测模型的选择要根据具体情况而定。
不同材料的疲劳寿命受到多种因素的影响，比如应力水平、加载方式、温度和环境等。
因此，针对不同材料和应用场景，需要综合考虑不同的模型优缺点，选择合适的寿命预测方法。
疲劳损伤力学理论与寿命预测
疲劳损伤力学理论与寿命预测疲劳损伤力学理论是研究材料在循环加载下产生疲劳损伤的力学原理和规律的学科。
疲劳损伤是材料在循环加载下逐渐累积的微观裂纹扩展和材料损伤的过程。
寿命预测是根据材料的疲劳性能和加载条件，通过疲劳损伤力学理论来预测材料的使用寿命。
疲劳损伤力学理论的基本原理是应力和应变的关系。
在循环加载下，材料会经历应力的变化，从而引起应变的变化。
当应力超过材料的疲劳极限时，材料会出现微观裂纹，并随着加载次数的增加逐渐扩展，最终导致材料的破坏。
疲劳损伤力学理论通过分析应力和应变的关系，可以预测材料在不同加载条件下的疲劳寿命。
疲劳寿命的预测可以基于不同的方法和模型。
其中最常用的是基于S-N曲线的疲劳寿命预测方法。
S-N曲线是疲劳试验中应力幅与循环寿命的关系曲线。
通过对材料进行一系列的疲劳试验，可以得到S-N曲线。
根据S-N曲线，可以根据给定的应力幅值来预测材料的循环寿命。
另一种常用的疲劳寿命预测方法是基于裂纹扩展速率的模型。
裂纹扩展速率是指裂纹在单位时间内扩展的长度。
根据裂纹扩展速率和裂纹尺寸，可以预测材料的疲劳寿命。
裂纹扩展速率模型通常基于线弹性断裂力学和裂纹力学原理，考虑了裂纹的形状、尺寸、应力场等因素。
除了S-N曲线和裂纹扩展速率模型，还有一些其他的疲劳寿命预测方法，例如基于损伤累积的模型和基于应力强度因子的模型。
这些方法都是通过对材料的疲劳损伤进行分析和计算，来预测材料的使用寿命。
疲劳损伤力学理论和寿命预测在工程实践中具有重要的应用。
通过预测材料的疲劳寿命，可以选择合适的材料和设计加载条件，以延长材料的使用寿命。
此外，疲劳寿命预测还可以用于评估材料的可靠性和安全性，从而提高工程结构的性能和可靠性。
总之，疲劳损伤力学理论和寿命预测是研究材料在循环加载下产生疲劳损伤和预测材料寿命的重要学科。
通过分析材料的应力和应变关系，可以预测材料在不同加载条件下的疲劳寿命。
疲劳寿命预测在工程实践中具有广泛的应用，可以用于选择材料和设计加载条件，以延长材料的使用寿命，并提高工程结构的可靠性和安全性。
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⑥
２ １ ＳｉＴ ｃ． ｎｒ ０ ２ ｃ ｅｈ Ｅ ｇｇ ． ．
力 学
半刚性基层疲劳损伤模型及寿命预估
赖 正聪 王 时越 白 羽 杨 晓 东 苏何 先
（ 昆明理工大学建筑工程学院， 昆明 ６ ０ ５ ） ５ ０ １
摘
要பைடு நூலகம்
基于临界损伤值 Ｄ 不 等于 １的基本假定 ， 借助损伤力学理论建立半刚性基层 的疲 劳损伤模 型， 并结合脆 性材料 Ｓ一
Ⅳ关系方程 ， 得出 了模 型参数 Ｃ的一个新的函数表达 式 Ｃ＝１ （ ｌＳ＋ｂ 。 ／ ａｎ ） 通过疲 劳试验对 Ｄ 值 以及 Ｃ表达式 中的待 定系数 ａｂ 、 进行测定 ， 并对多个试件疲 劳寿命进行 了预估计 算。研 究结果表 明半 刚性 基层材料 Ｄ 值 约为 ０６ ． 。利用建 立的损伤 模 型， 当前损伤量仅 为 ０ ３至 ０ ５倍 临界损伤值时 ， 在 ． ． 即可较早地对试件疲劳寿命进 行预估 。预估结果 与试验结果吻合较好。
性 及有效 性 。
１ 疲劳损伤模型
传 统 的损伤力 学 理论 认 为材 料 破坏 （ 观裂 纹 宏
发现该理论与很多实际问题不相符 ， 如许多材料疲
２ １ 年 １ 月 ２ 收到 ， １ 年 １ ５日 ０ １ ２ ２日 ２ ２ ０ 月 修改 云南 省教育厅科研
出现） 的瞬间所对应 的临界损伤值 Ｄ 为 １ 由此得 。 ，
出 的一 系列 有效 物理量 均表示 为 ：
＝
基金项 目（７ １６ ７ 资助云南 曲靖沾益大为化工设备集 团、 ０Ｃ０１ ）
昆明东骧神骏项 目、 云南楚雄卷烟厂 、 省教委基金项 目、 校基
金 项 目资 助
（ １一Ｄ） Ｘ
（） １
第一作者简介 ： 正聪 （９ ３ ） 男 ， 赖 １８ 一 ， 硕士。昆明理工大学抗 震研究 所工程师。研 究方向： 结构疲劳断裂、 抗震性能理论及试验研究 。Ｅ －
的精 度 ， 在工程 中得 到 了广 泛 的应 用 。但 大 量研 究
劳过程 中损伤 演化 呈 现 出非 线 性 ， 临界 损伤 值 并 非
为 １ 等 。后 来 Ｌｍ ｉｅ 从 热 力 学势 出发 给 出 了 等 ｅ ａｒ ｔ
一
个非 线性疲 劳损 伤模 型 ， 形 式为 Ｄ ＝ １一 （ 其 １一
第１ ２卷
第８ 期
２１ ０ ２年 ３月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ ．１ Ｎｏ ８ Ｍ ａ ．２０１ １ ２ ． ｒ ２
１ ７ — １ １ （ ０ ２） ８ １ ７ —５ ６ １ ８ ５ ２ １ ０ —８ ４０
Ｓ ｉｎｃ ｃ ｎｏｏ ｙ ａ ｃｅ ｅ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｎｄ Ｅｎｇｎｅ ｒｎｇ ｉ ｅｉ
ｎ Ⅳ， 指 数 Ｃ应 为 与应 力 水 平 相关 的量 ，９ ２年 ／ ） ， １９ ＷＡ Ｇ Ｊ 给 出了 Ｃ的一种 表达 式 Ｃ ＝ａ Ｓ为 应 Ｎ Ｓ（
力水 平 ）潘 华 将 该 模 型用 于混 凝 土这 种 脆 性 材 ， 料 的损 伤演 化规律 研 究 中 ， 利 用试 验 数 据 拟合 出 并 了模 型参数 。 本文基 于损 伤理 论 ， 合 脆 性 材料 ｓⅣ 关 系 方 结 一 程， 建立起 一 个 新 的损 伤 模 型 ， 通 过 疲 劳 试 验 数 并 据， 确定模 型 中 的待 定 参 数 ， 而 对 试 件 疲 劳 寿 命 进 （ 由于脆性 材 料 裂 纹 扩 展 寿 命 较 短 ， 此试 验 以试 因 件 开裂 为破坏 判据 ， 开 裂 时 的循 环 次 数视 为 疲 劳 将 寿 命 ） 行微 损 预估 ， 进 以此 验 证 模 型 和 方 法 的 正 确
ｍａｌ ｌｃ ｚ ＠ １ ３ ｃ ｎ。 ｉ： ｚ ｋ ｓ ６ ．ｏ
而实 际上很 多材 料 的 Ｄ 值 并 非 为 １文 献 在 对 ， 混凝 土疲 劳性 能 进 行研 究 时 就 得 出 了临 界 损 伤 值 与 １相差较 远 的结 论 ， 文认 为式 （ ） 本 １ 应变 为 ：
关键词 寿命预估 中图法分类号
疲劳损伤模 型
疲劳试验 Ａ
半 刚性基层
０４ ． ； ３６ ５
文献标 志码
半刚性材料作为中国传统的基层材料， 应用 于
各 级公 路路 面结 构 中 。 由于 经 济 基 础 和 技 术 基 础 所 致 ， 相 当长 的一 段 时期 内 ， 刚性 基 层 仍 将 作 在 半 为一种 主 导性 基 层 应 用 于 中 国高 速 公 路 和一 般 公 路 ， 然该 材料 存 在诸 多 缺 点 ， 如 何 深 入 认 识 其 虽 但 特性 ， 改善 工作 性 能 ， 而 充 分 发 挥 半 刚性 基 层 材 从 料的优 良特性 ， 着 极大 的现 实 意义 ¨ 。半 刚 性 基 有 层 疲劳 寿命 正是焦 点 问题 之一 ， 此 学 者们 正 进 行 对 各种探 索与 尝试 ， 王亚 玲 、 如 支喜 兰 以半 刚性 梁 试 件 为对象 进行 了疲 劳试 验研 究 ， 得 出 了格 栅 加 并 筋能显 著提 高疲 劳 寿命 的 结论 ， 文 笔 者则 尝 试 应 本 用损 伤理论 从半 刚性 材 料 弹 性模 量 衰 减 现象 出发 ， 通过 建立 损 伤 演 化 模 型 ， 示 在 疲 劳 荷 载 作 用 下 ， 揭 半 刚性基 层力学 性能 劣化 的规律 。 对 于疲 劳 损 伤 问题 ， ｎｒ 出 的线 性 累 积 损 Ｍｉ 提 ｅ 伤理 论 ， 因其形 式简 单且 某 些 情 况下 具 有 令人 满 意
８ 期
＝
赖正聪 ， ： 等 半刚性基层疲 劳损 伤模 型及 寿命 预估
（ 一Ｄ） Ｄ Ｘ
（） ２
ｌＮ ＝Ａ ｎ ｎｔ ｌ Ｓ＋Ｂ
（ ３ １）
在疲 劳损 伤 问题 中仅 存 在微 观 塑 性 变形 ， 常认 为 通
由式 （２ 式 （３ 两式可 得到 ： １ ）、 １）
Ｃ ＝１ （ ｌＳ＋ｂ ／ ａｎ ） （４ １）