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

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;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-砂混合物阻尼比与动剪应变的关系式。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。

扭剪荷载作用下饱和橡胶砂的动力学特性研究

为了研究橡胶颗粒与砂土混合物这种新型土木工程材料的动力学特性,将废旧轮胎颗粒与砂土混合制成橡胶砂混合土,并对其进行了空心扭剪试验研究。结果表明:低橡胶颗粒含量(R_(f)=5%~10%)的橡胶砂动孔隙水压力发展与纯砂类似,呈现“较快增长-线性增长-急剧增长”的发展模式,而较高橡胶颗粒含量(R_(f)=20%~30%)的橡胶砂动孔隙水压力呈现“快速增长-平稳”发展模式;橡胶砂液化周次随着橡胶含量的增加而增大,当R_(f)达到30%时,橡胶砂不发生液化破坏;橡胶砂在循环扭剪荷载下有效应力路径呈现三阶段发展,破坏时橡胶砂在剪缩和剪胀的两种状态中不断转换;橡胶砂应力应变滞回圈呈中心对称,随着橡胶颗粒含量的增加,滞回圈斜率逐渐减小,橡胶砂刚度降低;广义剪应变随着橡胶颗粒含量的增加逐渐减小,R_(f)=30%的橡胶砂抵抗变形能力最强;橡胶颗粒含量高的橡胶砂滞回圈面积较小,其更趋于弹性材料,有着更好的变形恢复能力,破坏需要的循环周期更长,其累积能量耗散更大。