本文選題：EPS顆粒輕質(zhì)土 + 纖維　； 參考：《中國(guó)地質(zhì)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：因填土荷載過(guò)大或地基承載力不足,工程建設(shè)中易出現(xiàn)軟基沉降、道路加寬差異沉降、擋土墻失穩(wěn)等工程難題。EPS(Expanded Polystyrene)顆粒輕質(zhì)土輕質(zhì)、高強(qiáng),作為填土材料,可減輕上部填土荷載,為工程問(wèn)題的解決提供一種新的技術(shù)手段;還可消納廢棄泡沫EPS,兼顧環(huán)境保護(hù)問(wèn)題,其研究工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。EPS顆粒彈性好,與土的性質(zhì)差異大,EPS顆粒輕質(zhì)土的破壞具有松散破碎現(xiàn)象,表現(xiàn)為突然崩解的脆性破壞,制約了EPS顆粒輕質(zhì)土的廣泛應(yīng)用,性能更佳的纖維EPS顆粒輕質(zhì)土成為研究新方向和熱點(diǎn)。本文以改性聚丙烯纖維為加筋材料,制備了纖維EPS顆粒輕質(zhì)土。通過(guò)系列室內(nèi)試驗(yàn),對(duì)其物理力學(xué)特性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要內(nèi)容包括:(1)纖維EPS顆粒輕質(zhì)土的密度特性。密度主要受EPS顆粒摻入比影響,EPS摻入比增大,密度非線性減小,調(diào)節(jié)密度最有效的措施是改變EPS顆粒摻入比。建立了密度模型,通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的合理性。(2)纖維EPS顆粒輕質(zhì)土的強(qiáng)度特性。通過(guò)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),得到了EPS和水泥摻入比是強(qiáng)度的主要影響因素,纖維摻量影響其次,最佳纖維摻量為0.3%;建立了強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式。(3)纖維EPS顆粒輕質(zhì)土配合比設(shè)計(jì)方法。在建立了密度、強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式的基礎(chǔ)上,提出了配合比設(shè)計(jì)方法;引入比強(qiáng)概念,提出了配合比方案優(yōu)化方法。(4)纖維EPS顆粒輕質(zhì)土強(qiáng)度機(jī)理研究。通過(guò)XRD(X射線衍射)試驗(yàn)、SEM(掃描電鏡)試驗(yàn),研究了輕質(zhì)土的物質(zhì)成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性,揭示了纖維EPS顆粒輕質(zhì)土的強(qiáng)度機(jī)理。(5)纖維EPS顆粒輕質(zhì)土的變形特性。(a)通過(guò)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),對(duì)比研究了無(wú)纖維輕質(zhì)土和纖維輕質(zhì)土的單軸應(yīng)力-應(yīng)變特性、破壞形態(tài)。纖維增強(qiáng)了輕質(zhì)土的整體性和韌性,改善了輕質(zhì)土性能。建立了變形模量與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系,分析了試樣無(wú)側(cè)限壓縮破壞形態(tài)。(b)通過(guò)固結(jié)試驗(yàn),研究了纖維EPS顆粒輕質(zhì)土的壓縮特性。探討了固結(jié)理論常規(guī)分析方法引用到輕質(zhì)土上的合理性,提出e-p曲線、e-logp曲線不適合描述纖維EPS顆粒輕質(zhì)土,用ε-p曲線、ε-logp來(lái)代替。提出纖維EPS顆粒輕質(zhì)土是一種結(jié)構(gòu)性土,壓力小于結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力時(shí),壓縮性很小。分析了結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力Py、壓縮模量Es1-2的變化規(guī)律,探討了沉降-時(shí)間關(guān)系。(c)通過(guò)三軸固結(jié)不排水(CU)試驗(yàn),研究了纖維EPS顆粒輕質(zhì)土的應(yīng)力-應(yīng)變-孔壓特性。應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系有應(yīng)變硬化、應(yīng)變軟化兩種類型,取決于試樣內(nèi)部膠結(jié)結(jié)構(gòu)與圍壓,配比是內(nèi)因,圍壓是外因�？紫端畨毫σ才c試樣內(nèi)部膠結(jié)結(jié)構(gòu)、圍壓密切相關(guān);分析了孔壓系數(shù)的變化規(guī)律。(d)通過(guò)三軸固結(jié)排水(CD)試驗(yàn),研究了纖維EPS顆粒輕質(zhì)土的應(yīng)力-應(yīng)變-體變特性。與三軸CU試驗(yàn)一樣,應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系也有硬化與軟化兩種類型,體變分為剪脹、剪縮,與試樣內(nèi)部膠結(jié)結(jié)構(gòu)與圍壓密切相關(guān)。(6)纖維EPS顆粒輕質(zhì)土抗剪強(qiáng)度特性。通過(guò)三軸CU試驗(yàn)、三軸CD試驗(yàn),系統(tǒng)研究了纖維EPS顆粒輕質(zhì)土的破壞取值標(biāo)準(zhǔn)、強(qiáng)度包線、強(qiáng)度參數(shù)、破壞形態(tài)。分析了破壞取值標(biāo)準(zhǔn),強(qiáng)度參數(shù)與配比之間的關(guān)系。(7)纖維EPS顆粒輕質(zhì)土本構(gòu)特性的研究。提取了纖維EPS顆粒輕質(zhì)土的Duncan-Chang模型參數(shù),計(jì)算出應(yīng)力-應(yīng)變-體變特性的理論曲線,與實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了Duncan-Chang本構(gòu)模型分析纖維EPS顆粒輕質(zhì)土具有一定的適用性。本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn):(1)在建立了密度、強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式的基礎(chǔ)上,提出了配合比設(shè)計(jì)方法及優(yōu)化方法。(2)研究了纖維EPS顆粒輕質(zhì)土的微觀特性,揭示了強(qiáng)度機(jī)理。(3)系統(tǒng)研究了纖維EPS顆粒輕質(zhì)土宏觀力學(xué)特性及規(guī)律。
[Abstract]:EPS ( EPS ) particles are made of lightweight and high - strength , which is a new technical means to solve the problems of soft foundation settlement , widening of road widening , loss of retaining wall and so on . ( 4 ) The strength mechanism of lightweight soil EPS particles is studied by XRD ( X - ray diffraction ) test and SEM ( scanning electron microscope ) test . ( 6 ) The characteristics of shear strength of lightweight soil EPS particles are studied by three - axis CU test and three - axis CD test .
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU43

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本文編號(hào)：1929732