EPS颗粒轻质混合土的蠕变模型研究

EPS颗粒轻质混合土是一种新型轻质填土材料,相比EPS泡沫块体,具有更广泛的应用前景。EPS颗粒轻质混合土的基本物理及力学性质已得到了较多的研究,但其蠕变特性研究较少。通过不同围压下EPS颗粒轻质混合土的三轴不排水蠕变试验,采用三种常用的经验模型:Singh&Mitchell模型、Mesri模型和Findley模型对EPS颗粒轻质混合土的蠕变变形进行模拟,结果表明:Singh&Mithcell模型和Mesri模型能反映蠕变趋势,但是不能拟合应变初始快速上升段,用来描述EPS泡沫块体的Findley模型在应力水平较高时,拟合效果最好,某种程度上说,EPS颗粒轻质混合土的蠕变性与EPS泡沫块体相似。推导出了一种新的半经验半理论蠕变模型,用元件模型描述弹性变形部分,用经验模型描述塑性变形部分,拟合结果表明,不管应力水平的高低,新推蠕变模型都不仅能够很好地反映EPS颗粒轻质混合土的初始快速上升段变形,也能够比较准确地拟合长期变形,即蠕变性。

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.

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。

轨道交通荷载作用下EPS颗粒轻质混合土的动力特性研究

EPS处理软土地基具有的独特优越性已逐渐引起学界的重视。基于GDS空心圆柱扭剪试验和ABAQUS有限元数值模拟,进行了轨道交通荷载作用下EPS颗粒轻质混合土的动力特性研究。研究表明:EPS颗粒体积配比Ve/Vs、初始平均有效固结压力p0、初始固结应力比R0、初始中主应力系数b0和初始大主应力方向角α0这5个因素对最大动剪切模量和参考剪应变有明显的影响,但归一化的G/G0—γ/γr曲线基本不受以上试验变量影响;数值模拟结果显示,采用非线性动力本构模型计算得到的EPS混合土路堤中的应力比弹性本构的计算结果大,且剪应力随深度的增加衰减更快。该结论可为EPS颗粒轻质混合土在软土地区的应用提供参考和理论支持。

疏浚淤泥EPS颗粒轻质混合土本构模型研究

不同配比的EPS颗粒轻质混合土的等向压缩试验和固结排水剪切试验结果表明,轻质混合土的力学特性,取决于试样的胶结结构强度及试验所选择的围压.基于殷宗泽建立的双屈服面模型,通过引入能反映轻质混合土胶结结构强弱的参数β,及反映其胶结结构逐渐破损的参数ω,建立了考虑轻质混合土结构性的弹塑性本构模型.模型试验结果表明,改进模型能反映不同配比EPS颗粒轻质混合土变形的基本规律.

EPS颗粒轻质混合土的弹塑性增量本构模型

根据不同配比的EPS颗粒轻质混合土的等向压缩试验和固结排水剪切试验结果,研究了轻质混合土的变形特性。以殷宗泽所建立的双屈服面模型为基础,建立了考虑轻质混合土结构性的弹塑性本构模型。模型的试验验证结果表明,改进模型能反映不同配比EPS颗粒轻质混合土变形的基本规律。

碱渣石膏混合EPS颗粒轻质土的强度特性试验研究

主要研究针对浙江省绍兴上虞地区钱塘江南岸冲海积平原区内含细砂的粉质土,通过碱渣石膏改良水泥固化剂拌和及EPS泡沫塑料颗粒轻量化以探究其抗压强度、劈裂强度、回弹模量和CBR等力学特性,明确了改良固化剂的最优配比、EPS泡沫颗粒掺量及养护龄期对改良固化土改良效果的影响。结果表明,随着EPS颗粒掺量的增加,使得EPS颗粒轻质土的无侧限抗压强度、劈裂强度、弹性模量和CBR均出现不同程度的降低。碱渣石膏混合EPS颗粒轻质水泥土的无侧限抗压强度随固化剂掺量和龄期的增加而提升。在高EPS掺量下,碱渣石膏混合EPS颗粒轻质水泥土比水泥轻质土具有更高的劈裂强度。当EPS颗粒掺量为60%,固化剂掺量为CSG14.4时,改良轻质土的28 d无侧限抗压强度>0.98 MPa,回弹模量>1000 MPa,CBR值>20%,可运用于工程实际。

EPS颗粒混合轻质土与砂土的动力变形特性对比试验研究

在以干密度控制配比的原则下,对砂土与EPS颗粒混合轻质土(LSES)和其原料土砂土进行了动力变形特性对比试验研究。试验表明,LSES与纯砂的动弹性模量具有同样的随应变的增大而减小的性质,不同EPS颗粒体积含量和水泥掺入比的LSES动弹性模量普遍高于纯砂的动弹性模量。LSES与纯砂均显示出动弹性模量随围压的增大而增大的特性,围压对LSES的动弹性模量影响与纯砂相比相对较大。LSES与纯砂的等效阻尼比在整体上具有同样的随应变的增大而增大的性质。水泥掺入比较小时,LSES的等效阻尼比与纯砂相近;在高水泥掺入比下,不同EPS颗粒体积含量的LSES等效阻尼比均低于纯砂的等效阻尼比。LSES与纯砂均显示出等效阻尼比随围压的增大而减小的特性。围压对纯砂与LSES等效阻尼比的影响程度相近。

砂土与EPS颗粒混合的轻质土(LSES)细观结构的CT研究

利用医用CT机从定性和定量两个层面研究了砂土与EPS颗粒混合的轻质土(简称为LSES)这种新型土工材料的细观结构,分析了不同水泥掺量(CC)和EPS颗粒含量(Ve/Vs)下LSES不同扫描截面的CT图像以及平均CT数ME值和方差SD。随着CC的增加,ME值增加,LSES的结构更加密实,原生损伤减少,而随着Ve/Vs的增加,水泥水化物C-S-H包裹EPS颗粒表面和填充孔隙的效率都将下降,且Ve/Vs与ME值在本次试验范围内基本呈线性关系。此外,根据SD值在各截面处分布的不均匀性,认为LSES是局部孔隙比分布差异较大的特殊结构性土,CC和Ve/Vs是影响其结构性的主要因素。

黏土与EPS颗粒混合轻质土的动力变形特性试验研究

通过室内动三轴试验研究了黏土与EPS颗粒混合轻质土(LCES)在动荷载作用下的变形特性,着重分析了围压、水泥含量和EPS掺入比的影响。结果表明:LCES的动应力应变关系符合双曲线关系;在相同的动应力作用下,LCES产生的应变随着围压和水泥含量的增大而减小;在动应变相同的情况下,随着围压和水泥含量的增大,LCES的割线动弹性模量Esec增大而阻尼比λ减小;EPS掺入比对LCES的动力变形特性的影响相对较小,不同EPS掺入比的σd–εd曲线、Esec–εd曲线和λ–εd曲线都发生了相交,交点前后EPS掺入比的大小对LCES变形特性的影响趋势是截然相反的,交点处的动应变值εint一般在0.5%～3.0%范围内,其大小与LCES的配比以及围压有关。

动荷载下砂土与EPS颗粒混合的轻质土变形特性的试验研究

砂土与EPS颗粒混合的轻质土(LSES)是一种通过减轻地基压力、提高地基承载力以处理不良地基的新型轻质土工材料。由于LSES主要用作路基填土,因此,其在动荷载下的变形特性值得关注。基于室内动三轴试验结果,讨论了围压、水泥掺量、EPS含量以及循环加载次数对LSES动变形特性的影响。当围压较低时,LSES会呈现出与EPS块体相似的线性动应力-应变关系;而在较高围压下,LSES的动应力-应变拟合曲线则为双曲线型。在给定的应变水平下,LSES的割线动弹性模量Esec随着围压和水泥掺量的增加而增加,随循环加载次数的增多而逐渐衰减,EPS含量增多时,Esec-εd曲线更趋于平缓。

砂土与EPS颗粒混合的轻质土的动剪切模量衰减特性分析

动荷载下砂土与EPS颗粒混合的轻质土(LSES)的割线剪切模量Gsec随着剪应变的累积会发生衰减,基于不同水泥掺量和EPS含量的LSES试样的动三轴试验结果,建立了与围压、剪应变、水泥掺量等因素相关的Gsec的经验衰减模型。通过比较发现,LSES与砂及胶结砂的Gsec衰减模型具有一定相似性,即Gsec与γd呈双曲线关系,与σc为指数关系。此外,由于水泥胶结的约束作用,Gsec对σc的依存度随水泥掺量的增加而减小,这种依存程度通过参数n反映出来,但当水泥掺量达到10%时n随其的变化就不明显了,这是因为胶结强度已经增大到使得LSES中颗粒间的相对位置不易发生错动的程度。

黏土与EPS颗粒混合轻质土的动强度特性试验研究

通过一系列的室内动三轴试验研究黏土与EPS颗粒混合轻质土(LCES)的动强度特性。首先确定压应变达到5%是适合LCES的动力破坏标准,然后着重研究围压、水泥含量和EPS掺入比对LCES动强度特性的影响。试验结果表明,随着围压和水泥含量的增大,LCES的动强度增大,但围压对LCES动强度的影响程度随着水泥含量的增大而逐渐减小;随着EPS掺入比的增大,LCES的动强度先增大后减小,所以对于LCES的动强度来说,可能存在一个最佳EPS掺入比。水泥和EPS颗粒的掺入对LCES的动强度指标cd的提高贡献相当大,而对?d的提高作用相对较小。LCES动强度曲线τd-Nf符合乘幂函数关系,在综合考虑围压、水泥含量和EPS掺入比的基础上,将LCES的动强度曲线进行较好的归一化,并得到LCES的动强度公式。

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.

砂土与EPS颗粒混合的轻质土(LSES)临界循环应力比的试验研究

循环荷载下,砂土与EPS颗粒混合的轻质土(LSES)存在临界循环应力比Sth,将割线弹性模量衰减系数δ与循环次数的关系曲线能保持平缓的最大循环应力比定义为Sth,它是结构稳定与破坏两种状态的界限指标,根据动三轴试验结果,认为影响Sth的主要因素有围压、水泥掺量和EPS颗粒含量。一般来说,水泥掺量的增加、围压和EPS颗粒含量的减小均会提高Sth,但由于高围压下的结构重塑,水泥掺量低且EPS颗粒含量高的试样的Sth表现出一些不同的性状。

EPS颗粒混合轻质土反复荷载下变形和阻尼特性

通过反复荷载三轴剪切试验研究了EPS颗粒混合轻质土在反复荷载下的变形和阻尼特性,分析了不同围压、不同水泥掺入比及不同土质条件下轴向累积应变、回弹模量及阻尼比随轴向总应变的变化规律。结果表明:轴向累积应变与轴向总应变呈线性关系,与轴向总应变的比值较大,且在不同条件下基本不变;回弹模量随围压和水泥掺入比的增大而增大。在一定的围压和水泥掺入比下,当应变小于8%时,砂土EPS颗粒混合轻质土的回弹模量大于淤泥质土EPS颗粒混合轻质土的回弹模量;当应变大于8%时,情况相反。回弹模量与轴向总应变的关系曲线可用递减的幂函数来拟合;EPS颗粒混合轻质土的阻尼比随轴向总应变的增大而增大,随围压和水泥掺入比的增大而减小,砂土EPS颗粒混合轻质土的阻尼比小于淤泥质土EPS颗粒混合轻质土的阻尼比,但以上变化和差别都非常小,阻尼比基本保持为一常数。

浅谈气泡混合轻质填土施工技术在公路加宽工程中的应用

公路工程在长期使用过程中易发生较多病害问题,整体的承载能力下降,而且也无法满足日益增长的车辆运输需求,通常会进行加宽扩建处理,可以在减少成本投入的同时提高公路工程使用功能。气泡混合轻质填土施工技术在公路加宽工程中的合理应用,可提高拓宽改建工程的施工质量与效果,但是该技术在实际应用时也会受到多种因素影响而出现一系列问题,如若操作不当则会影响最终质量。这就需要清晰气泡混合轻质填土施工技术的应用流程,明确技术要点和注意事项,并做好质量控制工作,使其在公路加宽工程中得到高效应用。

EPS颗粒混合轻质土加载-卸载应力应变特性分析

为研究反复加载-卸载条件下EPS颗粒混合轻质土的应力应变特性,分析了EPS颗粒混合轻质土在反复加载-卸载条件下应力应变曲线随围压、水泥掺入比、土质的变化规律,并比较了反复加载-卸载条件下和单调加载条件下的应力应变曲线。结果表明,EPS颗粒混合轻质土反复加载-卸载条件下的应力应变曲线的包络线呈硬化型;EPS颗粒混合轻质土在反复加载-卸载条件下的强度随着围压和水泥掺入比的增大而增大;在相同条件下,砂土EPS颗粒混合轻质土的强度比淤泥质土EPS颗粒混合轻质土的强度高;当围压较低时,砂土EPS颗粒混合轻质土的反复加载-卸载应力应变曲线失去记忆性,高于单调加载的应力应变曲线,体现了EPS颗粒混合轻质土的卸载体缩的性质,而当围压较高时,记忆性恢复,不同配比及围压下淤泥质土EPS颗粒混合轻质土在反复加载-卸载下的应力应变曲线基本上都具有记忆性,并且当反复加载-卸载次数较大时出现疲劳现象。

EPS颗粒混合轻质土在高速公路施工中的应用

EPS颗粒混合轻质土在高速公路软土路基中的应用可以有效地减小路堤的自重,提高路堤的稳定性,从而起到降低软土路基沉降的目的,具有非常广泛的应用前景。论文结合具体的高速公路施工实例,简要探讨EPS颗粒混合轻质土的施工技术,希望能对类似工程起到借鉴作用。

聚丙烯纤维EPS轻质混合土抗压强度试验研究

为了进一步提高聚丙烯纤维EPS轻质混合土的抗裂性能和抗压性能,将聚丙烯纤维、EPS、水泥按照不同比例掺加到粘土中制成试样,进行了室内无侧限抗压强度试验和三轴固结不排水试验。结果表明,EPS添加量是影响轻质混合土密度的最主要原因;轻质混合土的无侧限抗压强度随着EPS添加量的增加而降低,但随着水泥添加量的增加而显著提高;掺加一定量的聚丙烯纤维能有效提高无侧限抗压强度,当聚丙烯纤维添加量增加到一定量后强度增加缓慢,但能提高轻质混合土的残余强度,可改善轻质混合土的脆性破坏形式。