橡胶砂最小干密度测定及其经验公式

橡胶砂可作为公路路基、边坡、挡土墙和垃圾填埋场的回填材料,也可作为耗能隔震材料,在土木工程中具有广阔应用前景,但关于橡胶砂基本物理性质的研究较少。采用慢速量筒慢转法,对不同比例的橡胶砂最小干密度进行研究,获得橡胶砂最小干密度,并分析各因素对其影响规律。研究结果表明:随着橡胶含量的增加,橡胶砂的最小干密度随之减小;随着胶砂粒径比的增大,橡胶砂的最小干密度呈逐渐增大趋势;在黏粒含量范围为0~20%时,随着橡胶砂中黏粒含量的增加,橡胶砂最小干密度呈逐渐减小趋势;提出了最小干密度与橡胶含量、胶砂粒径比、黏粒含量之间的关系式,可据此推求出橡胶砂的最小干密度。

纤维增强橡胶砂复合土动力学特性室内试验研究

针对橡胶颗粒与土混合而成的散粒体作为地基回填材料时承载力可能下降和变形较大的缺点,本文提出在该混合料中加入聚丙烯纤维进行改良,通过共振柱试验研究了橡胶含量、纤维含量和有效围压对混合复合土动剪切模量和阻尼比的影响。结果表明:随着橡胶含量R_(C)、纤维含量F_(C)和固结围压σ_(3)的增大,复合土动剪切模量的衰减及阻尼比的增长均有所减缓。复合土的最大动剪切模量G_(max)受R C和σ3的影响较大,受F C的影响较小,提出了G_(max)与R_(C)、F_(C)、σ_(3)的经验拟合公式。同时,本文给出了复合土G/G_(max)~γ曲线在Davidenkov模型中参数A和B的建议值,及参数γ_(0)与F_(C)的线性增长公式。并对复合土的阻尼比增长曲线进行拟合,给出了不同工况下λ_(min)、λ_(0)、β与F_(C)线性拟合公式。

双向循环荷载作用下胶-砂粒径比对橡胶砂剪切特性影响

橡胶砂作为一种新型廉价的材料,常被用作路基、挡墙等的填料,然而鲜有研究涉及其在双向循环荷载作用下的动力学特性。采用大型动态直剪仪对不同胶-砂粒径比的橡胶砂进行了一系列双向循环荷载作用下的直剪试验,研究了粒径比、法向循环荷载幅值、水平剪切频率对橡胶砂剪切特性的影响。研究结果表明:法向循环荷载作用下,橡胶砂的循环峰值剪切应力随粒径比的增大而增大,最终剪缩量随着粒径比的增大而减小;在剪切应力上,大粒径比的橡胶砂对法向循环荷载幅值的变化更加敏感,且随着法向循环荷载幅值的增大,大粒径比的橡胶砂剪胀更明显;在不同的水平剪切频率下,试样的剪切应力随剪切时间呈不同形式的周期性变化,最大循环剪切应力随水平剪切频率的增大而减小;橡胶砂的剪切刚度和阻尼比均与粒径比呈正相关,即大粒径比的橡胶砂更能提高路基在循环荷载作用下的稳定性。

高强无收缩套筒灌浆料的制备及性能研究

随着国家大力推广装配式建筑,大量的建筑部品由车间预制加工完成,各部品之间通过套筒灌浆料进行连接,灌浆料质量的好坏决定了连接的安全性,因此开发性能优异的灌浆料具有重要意义。文章采用硅酸盐水泥,并辅助添加磨细砂、高效减水剂、膨胀剂等组分来提高灌浆料的工作性能、力学性能,制备出具有早强、微膨胀等性能优异的无收缩套筒灌浆料。研究表明:硅酸盐水泥质量分数为77.7%,磨细砂质量分数为20%,硅灰质量分数为2.3%,减水剂质量分数为0.43%,膨胀剂质量分数为2.0%,塑性膨胀剂质量分数为0.07%,胶砂比1∶1,水料比0.11,初始流动度310 mm, 30 min流动度290 mm, 1、3、28 d抗压强度分别为49.1、63.3、91.9 MPa, 3 h膨胀率0.24%,24 h与3 h膨胀率差值0.37%,满足标准《钢筋连接用套筒灌浆料》中的要求。

三种方法表征丁苯乳液水泥砂浆韧性的对比

采用横向变形、压折比和抗冲击性能这三种方法研究了灰砂比和丁苯乳液对水泥砂浆韧性的影响.结果发现,丁苯乳液可以明显改善水泥砂浆的韧性,尤其对灰砂比为1∶2(质量比,下同)水泥砂浆的改善效果更显著.横向变形试验表明,丁苯乳液的掺入使水泥砂浆的最大荷载先增后减,横向变形和断裂能持续增加,且在最大荷载下降阶段增加得更快.掺加丁苯乳液明显提高了灰砂比为1∶3水泥砂浆的抗压强度和抗折强度,降低了水泥砂浆的压折比,灰砂比为1∶2,1∶3水泥砂浆的压折比分别在乳液掺量大于10%和15%后降低到3以下.丁苯乳液明显改善了水泥砂浆的抗冲击性能,使其冲击破坏能量显著提高,尤其是灰砂比为1∶2的水泥砂浆.比较发现,丁苯乳液水泥砂浆的横向变形在韧性较大时最为敏感,其压折比在韧性较小时比较敏感,而其抗冲击性能在整个试验范围内的敏感程度都较大.

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。

配比和相对密实度对橡胶砂静力参数的影响

为研究配比和相对密实度对橡胶砂静力参数的影响,对橡胶砂混合物的不同配比、不同相对密实度进行了三轴剪切试验,结果表明:在相同的橡胶含量下,试样的初始切线模量、偏应力与相对密实度呈正相关,偏应力峰值随相对密实度的增加近似线性增加;在相同的相对密实度下,橡胶砂的偏应力-轴向应变曲线随橡胶含量的增加表现出先上升后下降的变化规律,偏应力峰值随橡胶含量的增加近似线性减小,且偏应力达到峰值时对应的轴向应变变大;橡胶砂泊松比随相对密实度的增大而增大,但随着橡胶含量的增加,相对密实度对橡胶砂泊松比的影响变小。

粒径比和配比对橡胶砂力学性能的影响研究

橡胶砂作为一种新型的廉价隔震材料具有广泛的应用前景,其力学变形特性受两种母材的配合比、粒径比等影响较大。为促进橡胶砂的工程应用,对3种粒径比、6种配比橡胶砂进行了一系列双轴压缩离散元模拟试验,从宏细观角度研究了胶-砂粒径比对橡胶砂力学行为的影响。结果表明:(1)橡胶砂应力-应变曲线在小应变下表现为近似线性增长关系,随着橡胶含量的增加,偏应力逐渐减小,减小程度随粒径比的增大而减弱;(2)随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂模量降低、应力-应变曲线向硬化型转变、线性关系增强,粒径比越大,硬化特性越明显;(3)随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂剪胀特性减弱、剪缩增大,粒径比越大,剪缩程度越明显;(4)橡胶砂应力-应变关系可用扩展邓肯-张模型进行模拟,模型参数受粒径比和橡胶颗粒含量影响的规律明显;(5)橡胶砂力学特性受粒径比影响的细观机制可由颗粒接触特性、颗粒配位数、力链分布、能耗发展等变化情况来描述。

橡胶砂动剪模量和阻尼比循环单剪试验研究

对7种不同配比的橡胶颗粒-砂混合物(简称橡胶砂)进行了循环单剪试验,得出了4种不同竖向固结压力p下不同配比橡胶砂的动剪模量和阻尼比的变化规律。研究表明:同一固结压力下,橡胶颗粒的增多使得应力-应变曲线明显降低,动剪模量衰减,阻尼比和隔震消能能力提高;同一配比下,橡胶砂的应力-应变曲线和动剪模量随固结压力的增大而增大,而阻尼比则随着固结压力的增大略有降低;橡胶颗粒含量的增加,会使得动剪模量归一化G_d /G_(d max)-y_d曲线衰减更早,更有利于橡胶砂的隔震应用;与已有研究的对比分析表明,该试验结果与已有文献的试验结果吻合良好,橡胶砂混合物的动剪模量和阻尼比受试验方法的影响不大。

橡胶微粒路面水泥混凝土配制技术研究

针对橡胶微粒混凝土所独有的特性,其配合比设计与普通混凝土有较大区别,特别是水灰比的大小、砂率的选择、坍落度的高低以及橡胶品种对橡胶微粒混凝土尤为重要。通过一个四因素三水平正交实验,确定橡胶微粒路面水泥混凝土配合比设计方案中的4个主要影响因素参数,即水灰比为0.4,坍落度为40mm,砂率为34%,胶粒粒径2～3mm,为开展橡胶微粒路面水泥混凝土其他性能研究提供理论依据。

胶–砂粒径比对橡胶砂小应变动力特性的影响

利用GDS-RCA共振柱系统,开展不同橡胶含量、粒径比和围压条件下橡胶砂(RSM)的动力特性试验,深入探究3种影响因素对橡胶砂动力特性的耦合影响规律和机理。首先,通过试验得到了4种橡胶含量和4种粒径比的橡胶砂在3种围压下的动剪模量和阻尼比曲线,然后探讨了粒径比对橡胶砂动剪模量曲线、最大动剪模量、参考剪应变和阻尼比曲线的影响规律,并分析了其与橡胶含量、围压等因素对橡胶砂动力特性的耦合影响规律及机理,最后通过与已有文献的对比,进一步验证了现象和结论。分析结果表明:粒径比对橡胶砂动力特性的影响较为显著,其改变时最大动剪模量的变化甚至达到3~4倍,并且粒径比与橡胶含量对橡胶砂的动力特性存在耦合影响效应,在低橡胶含量下粒径比的影响与高橡胶含量下明显不同,但围压与粒径比对橡胶砂的动力特性的影响无明显耦合效应。当将橡胶颗粒体积视为孔隙的一部分时,常规土最大动剪模量的Hardin经验公式可适用于橡胶砂。

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。

橡胶颗粒土动剪模量与阻尼比的共振柱试验研究

废旧轮胎橡胶颗粒与砂土组成的橡胶颗粒土相比于纯砂而言,具有密度轻、弹性变形能力强、耗能大、剪切模量低等特点,可广泛应用于边坡、挡土墙和路基回填、桥台跳车治理以及建筑隔震减振等工程领域。通过共振柱试验,重点对比研究了橡胶含量、粒径及围压对混合土动剪切模量和等效阻尼比的影响规律。结果表明,小应变范围内,在围压和粒径相同时,随橡胶含量的增加,橡胶土动剪切模量减小,阻尼比增大,动剪模量比衰退变缓;含量和粒径相同时,围压增大,动剪模量增大,动剪模量比衰退变缓,阻尼比减小。在大应变幅值下,橡胶含量较低时,随着围压增大,动剪模量比衰退明显加快;而当橡胶含量较高时,围压对其影响与小应变范围相同;而围压与橡胶含量相同时,不同橡胶粒径的模量与阻尼比曲线非常接近。橡胶土的动剪模量与阻尼比主要受橡胶含量与固结围压影响,而粒径影响可忽略不计。

含水率对大应变下橡胶砂动剪模量和阻尼比的影响

橡胶砂作为轻质耗能填料在工程中应用广泛,其含水状态随应用领域及外界因素变化而不同。研究含水率变化对橡胶砂动剪模量和阻尼比的影响,对于其合理应用具有重要意义。利用大型循环单剪试验装置对6种含水率的橡胶砂在3种竖向压力下进行了循环剪切试验,得到了动剪应变幅值在1%~3%范围时,橡胶砂动剪模量和阻尼比随含水率变化的试验现象。结果表明:橡胶颗粒的加入使得纯砂的动剪模量随含水率的衰减受到抑制,当橡胶颗粒含量达到30%时,橡胶砂动剪模量随含水率的增大反而表现出增大的趋势;随着橡胶颗粒含量的增大,橡胶砂阻尼比随含水率的增大表现出衰减的趋势;虽然离散性较大,但含水率对橡胶砂动力特性的影响不可忽略,橡胶砂动剪模量受含水率影响的平均最大变化幅值可达20%,阻尼比受含水率影响的平均绝对变化值接近0.025;在动力特性随含水率的稳定性方面,橡胶颗粒质量含量为20%的橡胶砂表现相对较好。

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。

细骨料对喷射混凝土的力学性能影响研究

为探究细骨料对喷射混凝土的影响以及配置喷射混凝土时用细河砂或粗河砂替代中河砂的可行性,对比研究不同掺量的速凝剂、振捣时间、不同砂胶比和不同细度模数砂对喷射混凝土的影响.为研究速凝剂加速水泥凝结的原因,选取三种细度模数的砂进行力学性能和孔隙率测试,试验结果表明,粗砂在砂胶比较大时效果较差,细砂整体效果较好.

乳胶水泥砂浆湿式外包钢加固混凝土柱的工程实践

介绍了采用乳胶水泥砂浆作为粘贴材料的粘钢加固混凝土结构工程实例,详细阐述了乳胶水泥砂浆配合比的设计方法、乳胶水泥砂浆的抗压及抗剪性能的试验方法、工程加固施工的步骤等.将加固后的静载试验效果、经济指标等方面与建筑结构胶的加固效果进行了分析和比较,结论是乳胶水泥浆的加固方法施工工艺简单、经济且适用范围较广,应适时推广.

橡胶砂力学性能的三维离散元数值模拟

为揭示橡胶砂混合料强度特性、偏应力-轴向应变曲线及体应变-轴向应变曲线的变化规律,利用颗粒流软件,对三轴压缩状态下橡胶砂混合料的力学特性进行了三维离散元数值模拟,从宏观、微观两方面分析质量配比、粒径比和围压对橡胶砂力学及变形特性等方面的影响。分析结果表明:当ω(橡胶)<10%时,橡胶砂表现出类砂力学特性,即先剪缩后剪胀,应力-应变曲线呈软化型,当ω(橡胶)≥20%时,橡胶砂表现出类橡胶力学特性,试样单调剪缩,应力-应变曲线呈硬化型。随着橡胶含量的增加,橡胶砂应力-应变曲线峰值降低。胶砂粒径比对橡胶砂应力-应变关系存在一定的影响,主要表现为随着平均粒径比的增大,体应变增大,应力-应变曲线降低,抗剪强度减小。随着围压的增加,低橡胶含量的橡胶砂剪胀和应变软化特性得到抑制,而高橡胶含量橡胶砂剪缩和应变硬化特性增强。混合料抗剪强度的降低主要归因于软橡胶颗粒的加入所引起的橡胶砂试样刚度损失,而其膨胀反应受到抑制的原因是橡胶颗粒容易被挤压而产生体积收缩。

橡胶-砂混合土动力学研究进展

橡胶-砂混合土是由废旧橡胶轮胎经机械破碎得到的碎块或颗粒与砂土按一定比例配合而成的混合土。橡胶-砂混合土具有密度小、弹性变形能力强、模量低、阻尼大等特点,是一种优良、环保的新土工材料,可作为土木工程中的减隔震材料。为加快推进橡胶-砂混合土这一新土工材料在减隔震方面的工程应用,迫切需要对橡胶-砂混合土动力学相关理论与实践问题的研究给出解答。通过归纳和总结,阐述了橡胶-砂混合土动力学在动力学参数、动强度、动力特性经验模型3个方面的研究进展及成果,指出了现有研究成果的不足,并就未来的研究方向进行了展望,可为橡胶-砂混合土的工程应用及后续研究提供参考。

橡胶砂液化特性的动扭剪试验研究

为研究橡胶砂的液化特性,在不同的橡胶质量掺量、循环应力比、相对密实度、频率和有效围压工况条件下对橡胶砂进行动扭剪试验,分析橡胶砂的动力剪切应力-应变关系、动弹性模量和阻尼比的发展趋势.结果表明:橡胶颗粒质量掺量越高,橡胶砂越不易液化,广义剪切应变越小,橡胶砂越不易破坏;在橡胶颗粒掺量一定的情况下,试样破坏周次随循环应力比增大而减少;相对密实度和有效围压增大时,试样的剪切应变降低、抗液化能力增强,而剪切频率增大时,抗液化能力减弱;随着剪切应变和橡胶颗粒掺量的增加,试样弹性模量逐渐降低,阻尼比逐渐增大.