EPS颗粒混合轻质土动强度特性对比研究

通过室内动三轴试验对黏土和黏土与EPS颗粒混合轻质土(LCES)在动荷载作用下的强度特性进行了对比研究.试验结果表明:LCES的动强度随着水泥质量分数的增大而增大,随着EPS颗粒质量分数的增大而减小,当水泥质量分数达到10%以上时,其动强度就超过黏土;EPS颗粒质量分数越大,水泥对LCES的动强度的影响越小;LCES和黏土的动强度都随着围压的增大而增大,但黏土的增幅比LCES略大.     

EPS颗粒轻质混合土蠕变特性试验研究

利用双联高压固结仪,采用分级加载和分别加载方式,对新型填土材料EPS颗粒轻质混合土的蠕变性进行了对比试验研究,并基于试验结果建立了压缩蠕变本构关系式.试验结果表明:EPS颗粒轻质混合土呈现衰减蠕变特性,不出现急剧流动阶段;压力越大,达到蠕变稳定的时间越长.由蠕变本构关系式计算的蠕变变形与试验数据对比表明,这种蠕变本构关系式总体上能够反映这种新型填土材料的蠕变特性,可应用于工程实践.     

聚苯乙烯纤维轻质混合土的抗压强度特性

通过室内无侧限抗压强度实验,研究在聚苯乙烯(EPS)轻质混合土中加入改性聚丙烯纤维,对聚苯乙烯轻质混合土强度特性的改良作用.实验材料为淤泥质粉质黏土、球状EPS颗粒、普通硅酸盐水泥、改性聚丙烯纤维,总含水率为60%,水泥掺入量为15%,EPS掺入量分别为1%、2%、3%,聚丙烯纤维掺入量分别为0、0.05%、0.1%、0.2%、0.4%.结果表明:在水泥掺入量一定时,抗压强度随纤维掺入量的增加显著提高,纤维掺入量达0.4%可以明显提高轻质混合土的无侧限抗压强度;在轻质土中加入纤维,能够提高其残余强度,提高其韧性,试样变形15%后还能保持其完整性,破坏时为塑性破坏.     

高分子材料SH固化轻质土的压缩变形特性

为研究由原料土、聚苯乙烯颗粒和高分子材料SH固化剂混合而成的高分子材料固化轻质土的压缩变形特性,在单向压缩试验的基础上,对高分子材料固化轻质土的压缩变形规律、机制以及水环境对压缩变形特性的影响进行分析.根据试验结果:(1)提出了适合该轻质土的广义孔隙比概念,建立了高分子材料固化轻质土压缩变形曲线预测模型,模型能较好的反映孔隙比随荷载的变化;(2)水环境作用下高分子材料固化轻质土的压缩变形曲线表明干湿循环和浸水初期,固化轻质土的压缩变形量受水环境影响较大,随着循环次数的增加和浸水时间的延长,水环境变化对轻质土压缩变形量的影响逐渐减弱.     

EPS颗粒轻质混合土的蠕变模型及其有限元二次开发

为研究EPS颗粒轻质混合土在荷载作用下的长期变形性质,即蠕变性,建立EPS颗粒轻质混合土的半经验半理论蠕变模型,用2个开尔文模型和1个虎克弹簧串联表示弹性变形,用2个经验模型表示塑性变形。利用有限元软件ABAQUS的用户子程序CREEP将EPS颗粒轻质混合土的半经验半理论蠕变模型进行二次开发,并利用室内三轴不排水蠕变试验进行验证。结果表明:EPS颗粒轻质混合土的蠕变性不可忽略,二次开发的半经验半理论蠕变模型是合理有效的,能够比较好地反映EPS颗粒轻质混合土的蠕变变形性质,为后续的蠕变性研究提供了强大的有限元分析手段。     

动荷载下砂土与EPS颗粒混合的轻质土(LSES)的强度标准及破坏机理研究

砂土与EPS颗粒混合的轻质土(LSES)是一种在室内试验及现场应用中都难以饱和的土工材料,因此其动强度只能选择应变作为破坏标准.通过分析LSES的强度组成和动三轴试验结果,认为其在动荷载下的应变累积经历了3个阶段:初压阶段、强化阶段和破坏阶段,并由此选择压应变的最大值作为其破坏应变εaf.围压、水泥掺入量和EPS体积分数对εaf都有显著影响.随着围压和EPS体积分数的增大,εaf增大;而随着水泥掺入量的增大,由于LSES塑性的变化,εaf则经历了先增后减的过程.     

气泡混合轻质土生产设备的研究开发

本文简单地介绍了国内外设备的发展状况和不足，并针对气泡混合轻质土在高速公路建设中的施工特点和质量要求，对提高气泡混合轻质土设备的产量、自动化及质量等方面进行详细地研究。     

冻融循环对气泡混合轻质土物理特性的影响研究

针对气泡混合轻质土在寒区应用时可能受到的冻融循环作用,制备了密度为0.6 g/cm~3的气泡混合轻质土试样,通过室内试验研究了冻融循环对气泡混合轻质土体积、密度及气孔结构等物理特性的影响.试验结果表明,冻融循环作用下气泡混合轻质土的体积变化率不超过1.5%.而密度的变化则与气泡混合轻质土的初始含水量密切相关,初始含水量低时,气泡混合轻质土的密度会先随冻融循环次数的增多而变大;初始含水量高时,则规律相反.随着冻融次数的增多,气泡混合轻质土的表层结构会受到一定程度的破坏,造成孔径增大,土样表面会出现剥落的现象.     

单轴压力下RST轻质土变形特性及其细观机理分析

通过无侧限抗压强度试验和细观试验,研究了废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土(RST轻质土)在单轴压力作用下的变形特性及其细观成因,得到了应力-应变曲线与材料配合比的关系以及有代表性的细观图片.无侧限抗压强度试验结果表明:RST轻质土的应力-应变曲线为软化型,可以被概括为压密、弹性变形、塑性变形、软化4个特征阶段.细观试验结果表明:在处于加载初期的压密阶段,最先发生变化的是试样内部的孔洞,这些孔洞在外荷的作用下有闭合的趋势,但不会完全消失;由外荷造成的裂缝的出现标志着塑性变形阶段的开始,外荷引发的裂缝最初会从试样内部原有的孔洞以及橡胶颗粒和水泥土的结合面上开展.试验结果还表明,土体的宏观现象是其细观结构变化的体现,废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土的细观孔隙裂缝发展情况可以解释其宏观应力-应变曲线的形态特征.     

气泡混合轻质土控制软土路堤桥头沉降试验

为了验证气泡混合轻质土在控制软土路堤与结构物差异沉降方面的处理效果,对在建的沿海高速公路T6合同选择试验段开展了原位试验研究。分别选择146+957中桥0号台和3号台台背做为试验段,3号台台背直接采用预压-气泡混合轻质土回填处理,0号台台背采用预压-深层搅拌桩处理。在试验段布置了沉降板,跟踪测试处理后的软土路堤沉降随时间的演化规律。结果表明,由于气泡混合轻质土减轻了填土自重,在加载预压完成后填筑气泡混合轻质土,地基土处于超固结状态,路基工后沉降小,能有效防治软土路基桥头跳车。气泡混合轻质土和深层搅拌桩处理的对比表明,前者不仅处理效果好,而且施工方便,施工进度快,是一种很有发展潜力的软土路堤路桥过渡段差异沉降控制方法。     

击实参数对砂土EPS颗粒混合轻质土的影响

为了明确击实参数对砂土EPS颗粒混合轻质土(LSES)物理力学性质的影响,利用室内试验研究了击实能量(击实一次的击实功)和击实次数对LSES物理力学性质的影响.结果表明:LSES的干密度、无侧限抗压强度、黏聚力、内摩擦角均随击实次数的增加而增加,增加速度由快逐渐减慢并逐渐趋于稳定;随着击实能量的增加也会增加,但增加速度不趋于稳定.根据室内试验结果总结了干密度和无侧限抗压强度的计算式.     

结构用橡胶轻集料混凝土的性能实验研究

针对橡胶轻集料混凝土的基本力学性能进行了试验研究,通过对不同橡胶集料掺量、水泥用量和不同矿物掺和料的轻集料混凝土基本性能的研究,结果表明在普通轻集料混凝土中掺入一定质量的橡胶微粒可以有效的改善轻集料在混凝土中的分布状况,通过调整橡胶集料的含量和加入一定质量的矿物掺和料可以配制出和易性、坍落度均优且强度满足CL30的结构用橡胶轻集料混凝土.     

型钢轻骨料混凝土黏结滑移性能试验研究

通过推出试验,研究型钢轻骨料混凝土黏结滑移性能.采用正交试验设计,考虑了轻骨料混凝土强度、型钢埋置长度、保护层厚度、横向配箍率等因素对黏结滑移性能的影响.根据试验结果,统计回归了特征黏结强度和特征滑移值计算公式;提出了型钢轻骨料混凝土平均黏结应力于和加载端滑移SL的本构关系数学模型.研究结果表明:型钢埋置长度la与型钢截面高度d的比值和轻骨料混凝土强度对黏结强度影响较显著;型钢轻骨料混凝土相对于型钢普通混凝土有较小的黏结强度和较陡的荷载滑移下降段.     

基于AHP-FCE方法的气泡混合轻质土耐久性评估

为提高气泡混合轻质土的耐久性能,将层次分析法(AHP)和模糊综合评价法(FCE)相结合,对气泡混合轻质土耐久性进行综合全面评估。基于气泡混合轻质土的物理力学性质,从初步设计、施工工艺和运行管理角度出发,选择相应的影响因子,建立了影响因子等级标准;建立了基于目标层、准则层和指标层的气泡混合轻质土耐久性综合评估模型,通过AHP法确定下一层次相对于上一层次的影响权重,并对判断矩阵进行一致性检验,证明了影响因子权值分配的合理性;构建了适用于各影响因子的隶属函数,计算相应的隶属度,并给出模糊综合评价的具体方法;以广东某高速公路S03标段收费岛范围的轻质土路基为实例,对该项目进行耐久性综合评估,证明了AHP-FCE方法的实用性与可靠性。     

高温冻土剪切力学特性试验研究

利用重塑土的直剪试验,探讨-2℃条件下青藏地区3种不同土性(粉质黏土、粉砂、细砂)冻土的直剪力学特性。结果表明:高温冻土剪切特性与土性、密度、含冰量密切相关;剪切位移-剪应力曲线在相对密实条件下呈应变软化型,而在相对松散状态下呈应变硬化型;不同密实条件下粉质黏土的内摩擦角随含冰量的增加表现为先降低后增加,而细砂的内摩擦角随含冰量的增加而增加;在相同含冰量条件下粉质黏土、细砂的内摩擦角随密度的增加而增加;粉砂在不同密实条件下内摩擦角随密度的变化规律与粉质黏土类似,但在相同含冰量条件下内摩擦角随密度的变化规律与粉质黏土、细砂相反;-2℃条件下不同土性高温冻土黏聚力随密度、含冰量变化的规律不明显。高温冻土地区的工程建设应根据土性、密度、含冰量情况合理选取抗剪强度指标。     

废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土无侧限抗压强度试验

为了研究以废弃轮胎橡胶颗粒作为轻质材料的拌合轻质混合土的配比和强度的关系,通过室内土工试验,分析了橡胶颗粒含量、水泥含量、含水量和养护龄期对该混合土的无侧限抗压强度的影响以及橡胶颗粒含量、水泥含量对其应力—应变曲线形态的影响。得到了试样强度和变形随混合土配合比变化的规律。试验表明,在一定范围内改变这种混合土的配合比,可以调节混合土的强度和和易性,使其满足工程应用的需要,为下一步研究这种新型材料的本构关系和轻量性奠定基础。     

河冰力学性能试验研究

为了解决流冰对桥梁结构作用研究中河冰强度取值问题,对黑龙江省呼玛河河冰进行抗压强度和抗弯强度试验,结合国内现有河冰力学性能研究成果,采用统计分析方法,研究了河冰力学性能.得出各温度、各加载速率下,河冰抗压、抗弯强度取值,并研究了温度、应变速率与抗压强度和抗弯强度之间的关系,建立了冰温与抗压强度的数学模型;根据压缩试验、弯曲试验资料分别探讨了河冰弹性模量的取值,分析了温度、加载速率同弹性模量的关系,建立了冰温与弹性模量的数学模型.该成果为研究河冰与桥梁结构动力相互作用过程和流冰载荷计算方法奠定了基础.     

聚合物乳液对纤维增强轻集料混凝土力学性能的影响

研究了聚合物乳液的掺入对纤维增强轻集料混凝土的强度与弯曲韧性的影响,结果表明,掺入聚合物乳液虽然在一定程度上降低了抗压强度,但可以显著提高轻集料混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度.聚合物乳液的掺入可以有效提高纤维增强轻集料混凝土的韧性、降低其脆性,韧度系数最高可提高32倍.研究发现,聚合物乳液对钢纤维增强轻集料混凝土的强度和韧性的改善效果优于对聚乙烯纤维增强轻集料混凝土的改善效果.