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。     

橡胶颗粒及EICP技术改良黄土动力特性试验

为探究橡胶颗粒及脲酶诱导碳酸钙沉淀（EICP）技术对黄土动力特性的改良效果,以西安地区黄土为研究对象,分析了仅掺橡胶颗粒和橡胶颗粒联合EICP技术两种改良方式下不同橡胶掺量、橡胶粒径及围压对改良土动强度、动剪切模量及阻尼比的影响,并对其加固机理做出阐述。结果表明：相比于素土,适当掺量的橡胶颗粒能有效改善土体孔隙结构,提高土体骨架,但不同粒径橡胶颗粒在土体中的分布形式及作用形式均不相同,因此两种改良方式下,试样动强度随橡胶掺量的增加先增大后减小,随橡胶粒径的增大先减小后增大,随围压的增大而增大;动强度峰值所对应的橡胶掺量为7%。考虑到不同掺量及不同粒径的橡胶颗粒均对EICP技术起抑制作用,导致生成碳酸钙晶体的沉淀量及碳酸钙晶体在土体中的分布形式存在差异,因此动强度增长率随橡胶掺量的增加而减小,随橡胶粒径的增大先增大后减小,且当橡胶粒径为(1, 2] mm时,试样动强度增长率峰值为29.51%。橡胶颗粒及EICP技术均对黄土动力特性有较大影响,试样动剪切模量随橡胶掺量的增加而减小,随橡胶粒径的增加先减小后增大,随围压的增加而增大;动剪切模量比的变化规律可用修正的Hardin–Drnevic...     

橡胶-砂轻质填料压缩特性及颗粒破碎研究

为了研究橡胶-砂轻质填料的压缩与颗粒破碎特性,采用一维压缩试验、颗粒破碎试验和电镜扫描技术,分析了橡胶颗粒占比和竖向应力对橡胶-砂轻质填料的孔隙比、压缩系数、回弹模量和颗粒破碎的影响.结果表明:当橡胶颗粒占比超过50％(或低于50％)时,孔隙比曲线呈加速降低、减速降低和缓慢降低(或加速降低、缓慢降低和稳定阶段)3阶段变...     

循环次数对加筋橡胶砂动力特性影响试验研究

将橡胶砂填入经过高强焊接的土工网状格室形成加筋橡胶砂,通过大尺寸循环单剪试验研究加筋橡胶砂在4种竖向应力、5种位移幅值下的滞回曲线、动剪模量比和阻尼比随循环次数的变化规律。结果表明:60次循环单剪中,循环次数对低配比、低竖向应力橡胶砂的影响比较明显,随着循环次数的增加材料吸收能量的能力减小,减震效能逐渐下降,塑性变形能力下降;循环次数对小剪切加筋橡胶砂动剪模量有增加效应,对大剪切应变的有略微减小效应;当竖向应力较小时,循环次数对动剪模量影响不稳定,呈现波动性;当竖向应力较小时,阻尼比曲线达到稳定时需要的循环次数较少,当竖向应力较大时,阻尼比曲线达到稳定时需要的循环次数较多。     

橡胶颗粒-砂混合物侧限压缩试验研究

对7种不同橡胶质量分数的干燥橡胶砂进行了侧限压缩试验,考虑了12级竖向应力对其压缩特性的影响。试验结果表明:1)橡胶砂的回弹量、弹塑性应变以及总应变均随橡胶质量分数的增加而变大;竖向应力相同时,橡胶砂的累积沉降量、孔隙比、压缩系数均随橡胶质量分数的增加而增加;橡胶质量分数相同时,橡胶砂的累积沉降量、密度、压缩模量均随竖向应力的增大而增大,且塑性应变大于弹性应变;这些变化特性,橡胶砂比纯砂颗粒明显,纯橡胶颗粒比橡胶砂显著。2)纯砂颗粒和橡胶质量分数为1 0%的橡胶砂,其e-lo g(p)曲线具有线性回归特性,两者的线性拟合斜率较小且相近;橡胶质量分数为20%~50%的橡胶砂以及纯橡胶颗粒试样,其e-log(p)曲线近似线性特性,其线性拟合斜率随橡胶质量分数的增加而变大,且相同橡胶质量分数试样的e-log(p)曲线的分段斜率随竖向应力对数值的增大而变大。3)橡胶砂和纯橡胶颗粒试样的压缩系数-竖向应力段曲线,表现出非线性特性,这种非线性随橡胶砂中橡胶质量分数的增大越来越显著。4)相同竖向应力段的压缩模量随橡胶质量分数的增加呈指数衰减,且竖向应力段越大,衰减越明显。     

粉煤灰的动力特性试验及震动液化研究

根据粉煤灰的特性 ,分别对原状粉煤灰和击实粉煤灰进行了动力特性试验研究 ,提出了可靠的动强度参数和动剪切模量及阻尼比参数 .在此基础上 ,对原状粉煤灰及不同工况条件下灰坝的震动液化特征进行了分析研究     

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。     

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。     

掺砂处理全风化花岗岩路基填料室内CBR试验研究

加州承载比试验是评价路基土和路面材料强度及稳定性的重要技术指标,对于路基填筑材料的合理选择具有重要的参考意义。全风化花岗岩残坡积土是工程建设中常碰到的土体类型,如何能更好的利用其力学性质指标,对于公路建设具有重要的意义。文章结合广东某高速公路项目,研究了全风化花岗岩路基填料掺砂后的CBR性质,并探讨了掺砂影响CBR值的机理。     

PVA纤维水泥土的动力特性试验研究

为探究聚乙烯醇(PVA)纤维水泥土在循环荷载作用下的动力特性,利用DSZ-2型电磁振动三轴试验系统对人工制备纤维水泥土开展了一系列不排水三轴循环剪切试验,在统一水泥和纤维掺量的条件下,考虑了围压和纤维长度对水泥土动剪切模量(G_d)和阻尼比(λ_d)的影响。试验结果表明,伴随剪应变(γ_d)的增大,λ_d逐渐增大,而G_d逐渐变小且与γ_d成双曲线函数关系。此外,围压和纤维长度均对水泥土的G_d和λ_d有显著影响,且影响程度随着γ_d的增大逐渐增强。当其他试验条件相同时,随着围压的增大或纤维长度的增加,G_d逐渐增大,而λ_d则呈现出与之完全相反的演化规律。     

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。     

重塑黏土和原状粉质黏土的动力特性试验研究

试验采用单个空心试样振后固结再振的动扭剪方法与采用多个试样的常规动扭剪方法,针对重塑黏土、原状粉质黏土探讨了不同方法下两种土样的动力特性.试验结果表明:单个试样振后固结再振得到的动剪切模量G、阻尼比ξ与用多个试样的常规动扭剪方法得到的试验结果比较接近,可以认为在小应变下采用单个试样振后固结再振的试验方法是比较可靠的.同时发现卸压时的G随着固结压力的减少而降低,下降的梯度比加压时的小.重塑黏土和原状粉质黏土的G/Gmax～γ和ξ/ξmax～γ基本与试验方法和围压无关,并对模型中有关参数的影响因素做出了初步的探讨,给出了归一化动力变形关系曲线.采用单个试样进行振后固结再振的方法具有节省取样数量和减小试验操作、试样差异等因素对试验结果分析的影响,并且在试验结果可靠的基础上能够提供很多便利.     

改良黄土作为高速铁路路基填料的试验研究

为保证西北地区修建的宝兰客运专线铁路黄土路基的强度,必须对黄土填料进行改良.在黄土中掺入不同配比的矿渣脱硫石膏生石灰,养护28 d进行冻融循环试验和浸水试验后测试其无侧限抗压强度,结果表明改良后的黄土强度能够满足铁路路基的强度要求,最后提出作为路基填料的改良黄土的最优配比.     

考虑级配影响的珊瑚砂最大动剪切模量试验研究

对不同级配的南沙岛礁珊瑚砂进行共振柱试验,测试不同孔隙比e的珊瑚砂在20~300kPa围压下的最大动剪切模量G₀,分析不均匀系数C_u、平均粒径d₅₀和细粒含量F_c对珊瑚砂G₀的影响,并建立珊瑚砂的G₀经验模型。结果表明：珊瑚砂的孔隙比e普遍大于陆源砂砾土;同一有效围压σ0'下,珊瑚砂的G₀-e曲线随C_u的增大而降低,随d₅₀的增大而升高,以F_c≈20%为界,随F_c的增大先降低后缓慢升高;陆源砂砾土的G₀经验模型将低估珊瑚砂的G₀值;F_c对G₀影响的本质是不同细粒含量的珊瑚砂具有不同的C_u和d₅₀,C_u和d₅₀对G₀的影响隐含了F_c对G₀的影响。基于Hardin模型给出考虑C_u、d₅₀影响的珊瑚砂G₀预测模型,并引入修正系数A',以考虑颗粒类型等复杂因素的综合影响,采用不同海洋珊瑚砂的试验数据对G₀预测模型进行验证。     

考虑细粒含量影响的饱和珊瑚砂体应变发展特性试验研究

随着南沙珊瑚岛礁军事和民用基础设施建设的不断发展,工程应用的安全性已成为需重点关注的问题。通过系列排水循环三轴试验,探究了细粒含量FC和相对密度D_r对饱和珊瑚砂变形特性的影响。试验表明：FC和D_r均会显著影响累积体应变 和动弹性模量E_d,N的发展。0% ≤ FC ≤ 30%时,不同工况的 和E_d,N在循环荷载作用下均表现为先逐渐增长后趋于稳态的发展模式,依据安定性理论可描述为塑性安定行为。稳态累积体应变 随FC增大而增大,随D_r增大而减小,归准化累积体应变 - 循环振次N关系曲线会随FC增大而小幅上移,揭示 的发展速率会随FC的增大而增大。此外,FC的增大会导致初始动剪切模量E_d,1和稳态动弹性模量E_d,s产生一定幅度的衰减,引入无量纲参数相对动弹性模量E_r以表征E_d,N随N的发展程度,发现E_r的增长速率会随FC增大而增大,D_r则对E_r基本没有影响。为有效预测完全排水条件下饱和珊瑚砂在工程应用中实际体应变发展曲线及动弹性模量发展曲线,基于二元介质理论引入等效骨架孔隙比 以归准化FC和D_r的影响,发现 、E_d,1和E_d,s均与 存在较强的相关性,随 增大 呈幂函数增长趋势,E_d,1和E_d,s则随 增大而线性减小,最终建立饱和珊瑚砂 和E_r与 相关的预测模型,并结合文献中数据验证模型的适用性。     

南海非饱和钙质砂动力特性三轴试验研究

为了解决南海非饱和钙质砂动力特性问题,选取南海地区钙质砂开展动三轴试验,系统研究不同参数对非饱和钙质砂力学特性影响规律.试验表明:非饱和钙质砂动应变和动孔压发展规律与饱和钙质砂存在明显差异.动孔压在饱和状态下试验前期发展较慢,近似呈线性增长,试验中后期波动较大,而在非饱和状态下的发展规律与之相反;钙质砂在非饱和状态时动应变曲线只有低围压下才有明显失稳点,100、150 kPa有效围压下无明显失稳点,在饱和状态时各有效围压下均有明显失稳点;非饱和状态下动孔压发展趋势受基质吸力影响较大,随基质吸力增大,最大动孔压整体呈现递减趋势,高基质吸力下试样破坏时的最大动孔压小于低基质吸力下试样破坏时的最大动孔压.     

砂质泥岩风化土的动力特性试验研究

以某工程场地下伏砂质泥岩风化土为研究对象,结合工程实际情况,通过循环振动三轴试验,对风化土在选定的4组固结围压状态下表现出来的动力特性进行了研究,得出了固结围压的变化对其产生的影响.在研究的固结围压范围内:固结围压对动应力-应变骨干曲线及动弹模量曲线的影响较大,骨干曲线与动弹模量曲线均随固结围压的增大而提高;最大动弹模量与固结围压间具有良好地幂函数关系,并且幂指数随着固结围压的增大呈现增长;固结围压的增大阻尼比随着减小,且减小的幅度先增大后减小;动剪模量比曲线在不同的固结围压状态下表现出了良好地归一化特性.     

中砂类B组路基土静力特性试验分析

为了研究中砂类B组路基土的静力特性,在了解其物理特性的基础上,采用中砂及粉质黏土配置了4种不同细粒含量的中砂类B组土,根据常规三轴压缩试验研究了围压和细粒含量对试验土体应力-应变关系及静强度的影响.结果表明,在相同细粒含量条件下,随着围压的增大,试样的应力-应变曲线上升显著,在同一应变值时,应力相差较大,且150 k Pa的曲线应力差值最为明显;在相同围压条件下,细粒含量对应力-应变曲线的影响不明显,细粒含量低于30%时,应力-应变曲线走势几乎一致,应变增大的同时应力提高.     

低频振动下库区粉土的动力特性试验研究

针对三峡库区某滑坡粉质粘土,开展了等压固结下重塑试样在低频振动下三轴动力剪切试验,研究了不同频率下土体的应力应变关系、动弹模、阻尼比的变化特性.实验结果表明:轴向动荷载作用下,随着振动次数增加各土样的变形均逐渐累积增大,且频率在0.5~2Hz范围内,在振幅相同的动荷载条件下,频率越高,动应变的累积变形越慢.在此频率范围内,动孔压经历了逐步升高到骤降的过程.振动频率越高,动模量越高,且随着动荷载幅值的增大,动模量随变形逐渐降低.变形累积到一定时,阻尼比随着频率的增加而增大,阻碍了土体的变形发展.     

南京长江漫滩废弃粉土改良用作路基填料的室内试验研究

为实现基坑开挖废弃粉土的资源化利用,研究了水泥、石灰改良长江漫滩粉土路基的工程力学特征及稳定性。通过击实试验、无侧限抗压强度试验、水稳性试验和微观试验,分析改良粉土的强度特性及耐久性变化规律,论证长江漫滩粉土作为路基填料的可行性。结果表明：掺加水泥、石灰后,土体力学性能得到大幅改善;不同掺量下浸水5 d,改良土的水稳系数均大于0.6,水稳系数随水泥掺量的增加而增加,随石灰掺量的增加先增大后减小。微观试验表明,水泥、石灰在土体中生成的胶凝物质对土颗粒具有包裹和联结作用。综合考虑改良土的强度和水稳性,经过改良后,长江漫滩粉土可以作为路基填料,建议水泥、石灰改良土的最佳组合配比为6%水泥+6%石灰,在此掺量下,改良土体的28 d无侧限抗压强度为2.05 MPa,浸水5 d后的水稳系数为0.76,具有较好的路用力学性能。