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随着沥青混凝土基础理论和工程技术的迅速发展,沥青混凝土材料在水利工程中已成为重要的防渗材料,广泛运用到沥青混凝土面板防渗、沥青混凝土心墙防渗、及渠道衬砌防渗中。目前很多学者进行了沥青混凝土试验研究和工程应用研究,有些结论已经得到了大家的认可,也导致了沥青混凝土的应用越来越广泛。但是,不同的试验方法和条件控制方法对试验的结果影响较大,也会带来不同应用效果。因此,进一步通过试验探索沥青混凝土力学性能及本构模型研究十分必要,也有广泛的应用前景。 本研究主要内容包括:⑴沥青混凝土静单轴压缩试验条件下的力学特性研究。在五种温度,五种加载速率下进行了沥青混凝土静单轴压缩试验,获得沥青混凝土的峰值应力、峰值应变以及弹性模量随加载速率和温度变化的规律。结果表明:加载速率越大,峰值应力越高,峰值应变呈增大的趋势,所对应的弹性模量略微增大;温度越高,峰值应力越低,峰值应变在一定的低温范围内增大,超过这个范围则减小,对应的弹性模量降低。同时发现沥青混凝土材料在低温(30℃以下)低加载速率(1.5mm/min以下)下呈现出线弹性特点,力学参量与温度和加载速率的相互关系具有一定规律性。⑵沥青混凝土静三轴压缩试验条件下的力学特性研究。在静单轴试验的研究基础上,采用三种加载速率,三种温度,三种沥青含量,每组试验均采用四个围压下进行沥青混凝土静三轴试验,分别获得了沥青混凝土的峰值应力、峰值应变以及弹性模量随温度、加载速率变化、沥青含量和围压的变化规律。结果表明:峰值应力、峰值应变以及弹性模量随加载速率和温度变化的规律与静单轴压缩试验相似;沥青含量越大,峰值应力降低,峰值应变增大,弹性模量减小;围压越大,峰值应力增大越明显,峰值应变增大,弹性模量略微增大。⑶沥青混凝土本构模型对比研究。根据静三轴压缩试验数据,分别用邓肯-张模型、南水非线性模型及凤家骥正双曲线模型来描述沥青混凝土材料的应力应变关系,探讨了加载速率一定的情况下,三种模型在低温高压、低温低压、高温高压、高温低压状态下的适用性。结果表明:三种模型在低温低压状态下的拟合的精度最高,就模型适用性而言,南水非线性模型能够更好的描述应力应变关系,能很好的拟合双曲线阶段,反映沥青混凝土材料的软化特征,凤家骥正双曲线模型拟合的精度次之,邓肯-张模型模型拟合的精度最低。