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水工沥青混凝土是一种由沥青、骨料和填料组成的混合物,它具有良好的柔性、防渗性和耐久性,常作为防渗体应用于水利工程中。目前关于水工沥青混凝土力学性能的研究较少,尤其是本构模型的研究,多限于邓肯-张非线性弹性模型。因此,开展水工沥青混凝土本构模型的研究具有重要意义。 本文在单轴蠕变实验基础上,对水工沥青混凝土本构模型进行探讨。首先,通过常温、低应力条件下的蠕变实验,研究水工沥青混凝土的粘弹性行为,将常用的四种粘弹性本构方程编入非线性拟合程序,对蠕变曲线进行拟合,对比所得拟合曲线与实验曲线,分析这四种本构模型的优势和不足,选出最优模型,并研究其参数在不同实验条件下的变化规律。然后,通过高温、高应力条件下的蠕变实验,针对粘弹性本构模型不能反映蠕变第三阶段粘塑性变形的不足,提出粘弹塑性本构模型,并将其拟合曲线与实验曲线对比分析,验证粘弹塑性本构模型的合理性。最后,利用灰色关联矩阵对模型参数及影响因素进行分析,得到优势模型参数和优势影响因素,借助拟合程序对模型参数进行拟合,得到模型参数关于加载应力和实验温度的函数关系式,并通过模型预测曲线与实验曲线对比,验证函数关系式的准确性。 本文所提出的粘弹塑性本构模型及其参数的预测函数对研究水工沥青混凝土本构模型具有一定的参考价值,并为下一阶段进行沥青混凝土心墙堆石坝有限元数值分析提供理论依据。