原文传递
粉土--橡胶颗粒混合轻质土动力特性研究
| 论文题名： | 粉土--橡胶颗粒混合轻质土动力特性研究 |
| 关键词： | 道路工程;粉土-橡胶颗粒混合轻质土;动力特性;减振作用 |
| 摘要： | 随着汽车工业与公路运输事业的不断发展，产生的废弃轮胎越来越多，废弃轮胎的处理问题日益凸显。由废弃轮胎生产的橡胶颗粒具有质轻、渗透性好、高摩擦性以及高阻尼特性，可以与土进行混合作为轻质填料运用到工程领域。同时粉土作为道路工程建设过程中的不良土质，难以压实，且毛细效应强烈，影响道路的承载力的稳定性。本着“以废治害”的原理，将废弃轮胎橡胶颗粒与粉土进行混合，试图解决粉土作为路基填料的难题。本文通过开展击实试验、毛细水上升试验、动三轴试验、动力响应的模型试验以及数值模拟对粉土橡胶颗粒混合土的动力特性进行了研究，具体内容以及成果如下： 第一部分通过击实试验以及毛细水上升试验研究了橡胶含量和橡胶粒径对粉土密实特性、毛细水特性的影响。研究发现掺入橡胶颗粒后混合土的最大干密度降低，而且橡胶含量越高，最大干密度越低。同时，加入橡胶颗粒使混合土更易压实，混合土的最优含水率降低，大粒径橡胶混合土最优含水率随着橡胶含量的升高而降低，小粒径橡胶混合土的最优含水率与橡胶含量无关。混合土的毛细效应显著降低，橡胶含量越高，毛细水上升速度减慢，上升高度降低。 第二部分通过动三轴试验研究了围压、橡胶含量、橡胶粒径对混合土的动弹性模量、阻尼比的影响。研究发现掺入橡胶颗粒后，混合土的动弹性模量减小，阻尼比增大。混合土的动弹性模量与围压、粒径大小成正相关，与橡胶含量成负相关；阻尼比与粒径和围压成负相关，与橡胶含量成正相关。同时基于双曲线模型建立了混合土最大弹性模量Ed,max的经验公式，并建立了动模量比,maxEd/Ed随应变d变化的衰减模型和阻尼比随应变d变化的发展模型。 第三部分通过模型试验研究了混合土及混合土中管道的动力特性。研究发现橡胶混合土能够有效地降低动载作用下路基表层沉降，土压力增量和管道变形。并且随着橡胶含量的增加，土压力增量和管道变形减小程度越高，减振效果越好。另外发现管道顶部应变在加载过程中始终受压，而管道底部的变形随着施加荷载的增大经历了从拉伸应变到压缩应变的变化过程。 第四部分通过数值模拟研究了动载下混合土及混合土中管道的动力特性。研究发现在动载作用下，不同橡胶含量混合土的表层沉降、加速度及管道应变变化规律差异显著。土层内部不同位置沉降与加速度在橡胶含量较小的工况中变化不显著，但从橡胶含量30%开始显著降低，并且橡胶混合土能够有效降低混合土层下方的沉降和加速度；30%含量的橡胶含量能够有效减小管道变形，表明30%含量的橡胶混合土具有良好的减振效果。 |
| 作者： | 宗之鑫 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 周恩全 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
