橡胶颗粒-砂混合物三轴CD剪切试验研究

对6种围压7种不同质量配比的干燥橡胶颗粒-砂混合物(橡胶砂)进行三轴CD试验,研究不同配比不同围压对橡胶砂的强度特性、偏应力-轴向应变曲线和体应变-轴向应变曲线特性的影响。试验结果表明:橡胶颗粒质量分数为0%~30%时,有利于改善砂颗粒的剪切强度特性;在10%附近时,内摩擦角出现最大值;在20%附近时,其粘聚力出现最大值。橡胶砂的偏应力-轴向应变曲线特性在橡胶颗粒质量分数低于50%时,与纯砂类似,表现出双曲线特性;不低于50%时,与纯橡胶类似,表现出近似线弹性,且由双曲线模型拟合得到的橡胶砂模型参数(如峰值偏应力、初始切线模量以及破坏比)随围压的增加而增加,随橡胶颗粒含量的增加而减少。橡胶砂的体应变-轴向应变曲线特性在橡胶颗粒质量分数不高于20%时,与纯砂类似,有先剪缩后剪胀的特点;高于20%时,表现出单调剪缩的特性,橡胶颗粒含量越大,剪缩越明显。     

不同胶结程度MICP固化珊瑚砂的无侧限压缩离散元分析

利用离散元软件建立珊瑚砂微生物固化体无侧限压缩试验模型,通过在珊瑚砂颗粒表面及接触处生成微小碳酸钙颗粒来模拟M IC P胶结,考虑珊瑚砂珊瑚砂颗粒、珊瑚砂碳酸钙颗粒及碳酸钙碳酸钙颗粒的接触,分析不同胶结程度微生物珊瑚砂固化体的颗粒位移、微裂纹发展及微裂纹分布等细观特征,解释了其宏观变形和破坏机制.结果表明:在无侧限压缩...     

橡胶颗粒-砂混合物新型路基填料动力参数特性的试验研究

橡胶材料具有密度低、线弹性变形能力强、耐久性好、耗能大等优点,其衍生物与土体制成的混合物被广泛应用于岩土工程和交通工程领域。为研究橡胶颗粒与砂土混合物这种新型路基填料在循环列车荷载作用下的动力参数特性,进行室内固结不排水动三轴试验,分析了橡胶颗粒含量、围压以及加载频率等因素对橡胶颗粒-砂混合物动剪切模量、阻尼比等特性的影响,研究结果表明：应变一定时,混合物的动剪切模量随着橡胶颗粒含量的增加而减小,随着围压的增大而增大,随着加载频率的增加而轻微减小;基于Hardin-Drnevich双曲线模型对动剪切模量试验结果进行拟合,得出最大动剪切模量,发现最大动剪切模量随着橡胶颗粒含量的增加而减小。应变一定时,混合物的阻尼比随着橡胶颗粒含量的增大而增大,随着围压的增大而减小,加载频率对阻尼比的影响较小;基于试验结果,建立了橡胶颗粒-砂混合物阻尼比与剪切应变的关系式。最后,基于柔性橡胶颗粒与刚性砂土颗粒的微观接触特性,分析了橡胶颗粒对混合物动剪切模量以及阻尼比的影响机理。综合研究结果得出：橡胶颗粒含量不宜超过20%,此时橡胶颗粒-砂混合物作为新型路基填料的动剪切模量可以满足要求,阻尼比较大,具有良好的减震耗能效果。     

干燥及饱和橡胶砂压缩和剪切特性

将废弃轮胎作为建筑材料应用在土木工程领域是对其回收处理最有前景的方法之一。为了研究轮胎橡胶颗粒改良砂土的效果,选取橡胶颗粒与福建砂的混合土为研究对象,研究了橡胶砂的压缩和抗剪特性,分析了橡胶含量与干湿状态对橡胶砂力学特性的影响,并建立了双曲线模型预测橡胶砂受剪过程的剪应力与剪切位移关系。结果表明：橡胶砂的压缩变形随橡胶含量增大而增大,饱和橡胶砂的压缩变形明显大于干燥橡胶砂;橡胶砂的剪应力剪切位移曲线表现出应变硬化特征;橡胶砂的抗剪强度与橡胶含量的关系不大;干燥试样内摩擦角随着橡胶含量的增大而降低,饱和试样的内摩擦角随着橡胶含量的增大而轻微升高;通过双曲线模型预测的剪应力剪切位移关系曲线与试验结果吻合。     

三轴试验中橡胶-砂混合物泊松比计算方法研究

在分析常用确定泊松比方法的基础上,基于广义虎克定律,推导出三轴应力状态下泊松比的计算公式。根据已有的比值法、切线法和推导出的公式法,对三轴试验得到的橡胶砂混合物的泊松比变化规律进行对比分析。研究结果表明:相比于切线法、比值法,本文推导的公式法得到的橡胶砂泊松比的变化规律更合理,橡胶砂混合物的泊松比随橡胶颗粒含量的增加而呈减小的趋势,在小围压条件下,泊松比受围压影响较小。     

淤泥质土-砂混合软土的固结压缩试验研究

结合井睦高速公路工程中的山涧淤泥质土-砂混合软土,通过控制含砂量与含水率对该混合土做一系列固结压缩试验,目的是研究含砂量与含水率对该混合软土压缩性的影响.试验研究表明:淤泥质土-砂混合土的压缩模量与含砂量成正相关关系,与含水率成负相关关系;在界限含砂量区间(50%~70%)内,抗压缩性明显提高,压缩模量增大,压缩系数减小;增加含砂量,压缩系数随之减小,增加含水率,压缩系数逐渐增大.     

寒区植被混凝土无侧限抗压性能试验研究

在我国北方寒冷地区道路工程施工建设中,经常会出现大量的开挖,破坏周围环境原有植被,产生大量的裸露土坡和岩石边坡,最终导致严重的水土流失和生态环境失衡.植被混凝土是近年来出现的新型护坡材料,在南方已经广泛应用,通过对植被混凝土材料选取及配合比调整,并对其进行软化及冻融循环试验,使用UTM-100伺服液压多功能材料试验系统测试试件浸水前后及冻融循环后的强度,并对其结果进行归纳分析,研究植被混凝土中水泥掺入比的变化对植被混凝土浸水前后及冻融循环后无侧限抗压强度的影响,当植被混凝土水泥掺入量达到11％时,能够满足强度要求及植被生长所需环境.     

水泥-生石灰固化吹填土无侧限抗压强度试验研究

为了改善滨海吹填淤泥的物理力学性能,同时考虑工程经济性和大面积推广,通过添加低配比的水泥和生石灰来提高吹填土的强度,为实际工程的应用提供依据。本文采用单一水泥或生石灰以及双掺固化的方式,通过大量的室内试验,得到了7天、14天和28天的无侧限抗压强度值,分别分析了水泥、生石灰以及双掺的掺量和养护龄期对固化土的无侧限抗压强度的影响,揭示了固化土的无侧限抗压强度与掺量之间的线性关系,明确了低配比下固化土的无侧限抗压强度与龄期的关系。此外,还探讨了水泥土和石灰土的强度增长差异。     

塔克拉玛干沙漠砂归一化压缩曲线及其工程应用

在对不同初始干密度的塔克拉玛干沙漠砂压缩试验结果进行分析的基础上,引入了一条归一化压缩曲线并定义了与之相对应的归一化因子。利用该归一化压缩曲线可计算不同初始干密度、不同应力范围下沙漠砂的压缩模量,并将其结果应用于沙漠地基的沉降计算。     

加筋橡胶砂和非加筋橡胶砂静力特性对比试验

针对土工格室加筋后的橡胶砂研究的缺乏,对此加筋橡胶砂进行了直剪和固结变形对比试验研究。分别针对橡胶颗粒质量分数为20%和30%的2种配合比的橡胶砂进行了研究,得到了剪应力-剪应变曲线、竖向位移-剪切位移曲线以及固结压力-沉降曲线。试验结果表明:土工格室加筋使得橡胶砂的强度有较大提高,且对粘聚力的提高明显,对摩擦角的影响较小;土工格室加筋能显著降低橡胶砂的剪胀和剪缩变形,能显著减少橡胶砂的竖向压缩变形;橡胶砂的橡胶颗粒含量越大,加筋效应越明显。     

土工格室加筋对橡胶砂动剪模量影响的试验研究

对4种质量配合比(0%,20%,30%,100%)和4种竖向固结压力下的加筋与无筋橡胶砂,进行循环单剪试验,分析土工格室加筋对橡胶砂动剪模量的影响规律。研究结果表明:加筋与无筋橡胶砂的动剪模量均随着动剪应变幅值的增大而减小,随着橡胶含量的增大而降低,随着竖向固结压力的增加而升高,动剪模量曲线均随着固结压力的增大而趋于平缓、非线性特性减弱;土工格室加筋使得橡胶砂的动剪模量有所提高,但是随着剪应变幅值和固结压力的增大,加筋的影响降低;土工格室加筋使得橡胶砂的模量比衰减延迟,但其影响亦随固结压力的增大而减弱。     

用MPC黏结CFRP布约束混凝土柱轴压试验研究

为了解决传统纤维布(fibre reinforced polymer/plastic,FPR)加固都采用有机胶作为黏结剂,存在容易老化、不耐火等问题,将无机新型黏结材料磷酸镁水泥(MPC)与有机胶(EP)分别黏结碳纤维布(CFRP布)1~3层约束素混凝土柱进行了轴压试验,得出了破坏形态、受压强度模型、应力-应变规律.通过比较研究认为:磷酸镁水泥黏结CFRP约束混凝土柱与有机胶黏结时,受压破坏形态一致,受约束柱强度提高,应力-应变规律一致,且磷酸镁水泥作为黏结剂时,约束构件受压破坏过程中表现了较好的延性.     

高强钢管约束自应力混凝土短柱轴压性能试验

为了揭示高强钢管约束自应力混凝土（high-strength steel tube confining self-stress concrete, HSTCSC）短柱的增强机理及受力性能,开展了7根大尺寸HSTCSC短柱和1根对比柱的轴压性能试验,试验中所有试件的套箍系数均大于3;详细讨论了自应力混凝土强度、截面类型和截面空心率等因素对HSTCSC短柱的轴压性能的影响规律。结果表明：试验中所有HSTCSC短柱为腰鼓型破坏,均呈现出较高的轴压承载力和变形能力,且具有较大的安全储备;自应力混凝土微膨胀和高强钢管环向约束的共同作用可以显著提高HSTCSC短柱的轴压性能。双层圆形截面HSTCSC短柱的轴压性能最优,且空心率的增加在一定程度上提高了构件的轴压承载力。     

预切口沥青混合料小梁疲劳试验研究

沥青路面在初始裂纹形成后的裂纹扩展规律对于沥青路面的设计和养护具有重要的理论与实践意义。基于疲劳断裂力学原理,对沥青混合料小梁进行了疲劳裂纹扩展试验,研究了复合型裂纹的扩展规律。结果显示,对于I—II复合型裂纹,扩展初期表现出复合裂纹扩展特性,随着裂纹的继续扩展,表现出I型裂纹特征;随着预切口到加载中心距离的增大,沥青混合料小梁的疲劳寿命增大;对于连续级配沥青混合料,最大粒径越大,小梁的疲劳寿命越长。     

层内混杂纤维布约束混凝土柱轴压特性的试验研究

加固采用尼龙、芳纶和聚脂纤维丝混杂而成的层内混杂布(inner hybrid fiber reinforced plastics,IHFRP).通过IHFRP布约束混凝土圆柱体、棱柱体的轴压试验,研究了其破坏形态、应力-应变全曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量、延性.试验结果表明,与无纤维布相比,有3、4层布的试样的抗压强度和峰值应变均提高;纤维布层数相同时,圆柱体试件的抗压强度、峰值应变比棱柱体试件高;与零倒角相比倒角半径增大,棱柱体试件的峰值应力和峰值应变有不同程度提高.采用压缩韧性指数对约束柱的延性进行评价,加固柱韧性指数I₂₀高,接近理想弹塑性材料,非常有利于结构抗震耗能.     

HFRP布约束混凝土圆柱体轴压力学性能试验

通过碳纤维布、芳纶纤维布、玻璃纤维布和玄武岩纤维布混杂约束混凝土圆柱体的轴心抗压性能试验.研究了HFRP布约束混凝土柱的破坏形式、抗压强度、峰值应变和应力-应变全曲线.试验结果表明:1)相比未约束混凝土试件,1C/1G、1C/1B和1A/1B混杂约束试件的抗压强度分别提高了154%、134%和140%,峰值应变分别提高了393%、363%和476%;2)1C/2G、1C/2B和1A/2B混杂约束试件的抗压强度分别提高了187%、190%和170%,峰值应变分别提高了567%、511%和574%;3)2C/1G、1C/1A/1G和1C/1B/1G混杂约束试件的抗压强度分别提高了245%、233%和157%,峰值应变分别提高了649%、581%和426%;4)基于试验数据拟合HFRP约束混凝土圆柱体的强度约束系数为3.1.最后建立了HFRP约束混凝土圆柱体的3段式应力-应变曲线模型,与试验曲线良好吻合.     

HFRP约束长龄期混凝土柱轴压性能的试验研究

为了研究龄期和混杂纤维布种类对加固混凝土柱抗压性能的影响规律,对碳、芳纶、玻璃、玄武岩和聚乙烯纤维层间混杂HFRP(hybrid fiber reinforced polymer)布约束长龄期混凝土柱的破坏形态、承载力和变形性能进行了试验.结果表明:1)当养护龄期均为2 a(或者3 a)时,大部分HFRP布约束混凝土柱抗压强度比未约束混凝土柱提高1.19~1.83倍,HFRP约束可以显著提高长龄期混凝土柱的抗压承载力;2)对于约束混凝土柱,当养护龄期超过28 d后,继续进行自然养护对其承载力的影响较小;3)当养护龄期均为2 a(或者3 a)时,HFRP布可以显著改善长龄期混凝土柱的变形性能,变形延性系数提高0.8~3.5倍.