本书通过介绍水工沥青混凝土在库坝防渗工程中的应用背景、宏细观动力特性及数值模拟，从宏观和细观层面系统分析水工沥青混凝土动态抗拉和抗压特性的演化规律，探明动荷载作用下水工沥青混凝土的渐进破坏过程及微裂纹扩展机制，基于离散元数值平台构建黏-弹性损伤接触模型，提出水工沥青混凝土动力特性细观数值模拟方法；针对动态压缩和拉伸模量的差异性规律，建立水工沥青混凝土双模量动力本构模型，并基于该模型对某沥青混凝土堆石坝开展地震时程分析，以期为高烈度区沥青混凝土堆石坝的抗震安全提供技术支撑。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 水工沥青混凝土动力特性研究进展 2
1.2.1 水工沥青混凝土宏细观动力特性 2
1.2.2 水工沥青混凝土力学性能数值模拟 5
1.2.3 水工沥青混凝土动力本构模型 6
1.3 本书主要内容 9
参考文献 10
第2章 水工沥青混凝土动力特性影响因素分析 16
2.1 引言 16
2.2 水工沥青混凝土力学性能的影响因素 17
2.2.1 配合比 17
2.2.2 温度 18
2.2.3 成型方法 19
2.2.4 尺寸效应 20
2.2.5 试验条件 20
2.3 水工沥青混凝土力学性能的动态效应 21
2.4 动荷载作用下材料破坏的物理机制 22
2.4.1 黏性效应 22
2.4.2 惯性约束效应 23
2.4.3 微裂纹演化效应 23
2.5 本章小结 24
参考文献 25
第3章 水工沥青混凝土动态抗压力学特性研究 26
3.1 引言 26
3.2 水工沥青混凝土动态抗压试验方法 27
3.2.1 原材料及性能检测 27
3.2.2 配合比与试件制备 28
3.2.3 试验方案 29
3.2.4 试验装置及步骤 29
3.3 不同温度条件下水工沥青混凝土动态抗压力学特性 30
3.3.1 应力-应变曲线 30
3.3.2 抗压强度 32
3.3.3 压缩模量 37
3.3.4 峰值应变 40
3.4 初始静载对水工沥青混凝土动态抗压力学特性的影响 42
3.4.1 应力-应变曲线 42
3.4.2 抗压强度 43
3.4.3 变形模量 46
3.4.4 动态应变 48
3.5 对动态抗压力学特性的讨论 49
3.6 本章小结 51
参考文献 51
第4章 水工沥青混凝土动态抗压渐进破坏过程研究 54
4.1 引言 54
4.2 基于CT技术的实时加载试验方法 55
4.2.1 CT实时加载测试系统 55
4.2.2 CT实时加载试验方案 56
4.2.3 数字图像处理技术 58
4.3 动态抗压渐进破坏过程 59
4.3.1 细观结构特征 59
4.3.2 破裂特征 64
4.3.3 破坏过程 66
4.4 裂纹动态演化特征 68
4.4.1 裂纹空间分布特征 68
4.4.2 裂纹体积分布特征 71
4.4.3 裂纹形态分布特征 75
4.4.4 裂纹分形维数特征 77
4.5 内部变形场演变规律 79
4.5.1 数字体图像相关法 79
4.5.2 位移场 83
4.5.3 应变场 89
4.5.4 非均匀变形破坏机理 96
4.6 本章小结 97
参考文献 98
第5章 水工沥青混凝土动态抗拉力学特性研究 101
5.1 引言 101
5.2 水工沥青混凝土动态抗拉试验 102
5.2.1 试件设计和制备 102
5.2.2 试验装置 103
5.2.3 试验方案 104
5.2.4 试验步骤 106
5.3 不同温度条件下水工沥青混凝土动态抗拉力学特性 107
5.3.1 应力-应变曲线 107
5.3.2 抗拉强度 108
5.3.3 拉伸模量 112
5.3.4 峰值应变 116
5.4 应力水平对水工沥青混凝土动态抗拉力学特性的影响 117
5.4.1 滞回曲线 117
5.4.2 动模量 120
5.4.3 动应变 123
5.4.4 阻尼比 125
5.4.5 循环拉伸寿命预测模型 128
5.5 对动态抗拉力学特性的讨论 133
5.6 本章小结 135
参考文献 136
第6章 水工沥青混凝土动态拉伸微裂纹扩展机制研究 139
6.1 引言 139
6.2 声发射原位实时监测方法 140
6.2.1 声发射原理 140
6.2.2 声发射监测系统 141
6.2.3 基于声发射技术的分析方法 142
6.3 动态抗拉破坏特征 145
6.3.1 微裂纹扩展频度 145
6.3.2 微裂纹活动强度 154
6.3.3 微裂纹分布特征 161
6.4 动态抗拉破坏机制 168
6.4.1 破坏模式的影响因素 168
6.4.2 微裂纹事件分类 177
6.4.3 微裂纹扩展机制 182
6.5 本章小结 187
参考文献 188
第7章 水工沥青混凝土动力特性细观数值模拟 190
7.1 引言 190
7.2 离散元接触类别和计算过程 191
7.2.1 离散元计算假定 191
7.2.2 离散元接触类别 191
7.2.3 离散元计算过程 192
7.3 黏-弹性损伤接触模型 196
7.3.1 接触力-位移方程 196
7.3.2 损伤变量 198
7.3.3 能量演化 200
7.3.4 计算流程 201
7.4 黏-弹性损伤接触模型验证 202
7.4.1 数值计算模型的建立 202
7.4.2 黏-弹性损伤接触模型验证 203
7.5 动力特性细观数值模拟 205
7.5.1 动态抗压细观数值模拟 206
7.5.2 动态抗拉细观数值模拟 210
7.6 关键参数敏感性分析 214
7.6.1 损伤演化系数 214
7.6.2 黏性系数 217
7.7 本章小结 220
参考文献 221
第8章 水工沥青混凝土动力本构模型及应用 223
8.1 引言 223
8.2 双模量动力本构模型 224
8.2.1 沥青混凝土双模量特性 224
8.2.2 双模量本构模型基本理论 226
8.2.3 双模量动力本构模型建立 228
8.3 双模量动力本构模型数值求解及验证 231
8.3.1 数值求解 231
8.3.2 模型验证 235
8.4 基于双模量动力本构模型的沥青混凝土心墙动力响应 238
8.4.1 数值计算模型 238
8.4.2 计算参数 238
8.4.3 地震动输入 241
8.4.4 地震响应特性 242
8.5 本章小结 252
参考文献 253
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