發(fā)布時(shí)間：2019-02-25 08:32

【摘要】：泡沫顆粒輕質(zhì)土是指由輕質(zhì)材料EPS(Expanded Polystyrene)泡沫顆粒、固化劑和原料土等混合而成的一種輕質(zhì)填土材料。該材料與一般土體相比具有密度小、直立性好、耐久、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),具有廣泛的應(yīng)用前景。為改善輕質(zhì)土性能,添加纖維,形成纖維泡沫顆粒輕質(zhì)混合土(下文簡(jiǎn)稱輕質(zhì)土)。本文通過(guò)密度試驗(yàn)、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、直剪實(shí)驗(yàn)等室內(nèi)力學(xué)實(shí)驗(yàn),研究輕質(zhì)土的密度特性、變形特性和強(qiáng)度特性等,為工程應(yīng)用提供參考,具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)通過(guò)密度試驗(yàn)得到不同配比輕質(zhì)土的密度特性。EPS顆粒摻入比和EPS顆粒粒徑是影響密度的主要因素,隨著EPS顆粒摻入比和粒徑增大,輕質(zhì)土密度減小,水泥摻量和纖維長(zhǎng)度對(duì)輕質(zhì)土密度影響不明顯。(2)不同配比輕質(zhì)土的變形特性。通過(guò)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和直剪試驗(yàn),分析了不同配比輕質(zhì)土的應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律和剪應(yīng)力剪位移變化規(guī)律;對(duì)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行擬合,研究了無(wú)側(cè)限抗壓變形模量的變化規(guī)律,得到變形模量與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系。(3)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度中,隨著EPS顆粒摻入比和粒徑增大,無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度減小;隨著水泥摻量增大,無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度增大;隨纖維長(zhǎng)度增加,無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì),輕質(zhì)土的整體性增強(qiáng)。(4)直剪試驗(yàn)中,隨著EPS摻入比和粒徑增大,輕質(zhì)土抗剪強(qiáng)度減小,粘聚力減小;隨著水泥摻量增大,輕質(zhì)土抗剪強(qiáng)度增大,粘聚力增大;纖維長(zhǎng)度從9mm增加到12mm,抗剪強(qiáng)度增幅達(dá)到40%,說(shuō)明纖維長(zhǎng)度達(dá)12mm時(shí)能夠顯著提高輕質(zhì)土抗剪強(qiáng)度。(5)輕質(zhì)土無(wú)側(cè)限壓縮破壞形態(tài):EPS粒徑為0.5~1mm的輕質(zhì)土形成約45°裂縫且呈脆性破壞,EPS粒徑為2~3mm的輕質(zhì)土形成大于45°裂縫,EPS粒徑為3~5mm的輕質(zhì)土出現(xiàn)鼓脹破壞。直剪破壞形態(tài):試樣破壞的剪切面較明顯,EPS顆粒粒徑較小的剪切面比較平整,而粒徑較大的剪切面相對(duì)松散;纖維的添加,試樣裂而不斷,土體整體性提高。
[Abstract]:Foamed granular lightweight soil is a lightweight filling material composed of EPS (Expanded Polystyrene) foam particles, curing agent and raw soil. Compared with general soil, this material has the advantages of low density, good standing, durability, economy, environmental protection, and so on, so it has a wide application prospect. In order to improve the properties of lightweight soil, fiber was added to form fiber foam particle lightweight mixed soil (hereinafter referred to as lightweight soil). In this paper, the density, deformation and strength characteristics of light soil are studied by means of density test, unconfined compressive strength test, direct shear test and so on, which provide reference for engineering application. The specific research contents are as follows: (1) the density characteristics of lightweight soils with different ratios are obtained by density test. The EPS particle ratio and EPS particle size are the main factors affecting the density, and with the increase of EPS particle incorporation ratio and particle size, The density of light soil is decreased, and the influence of cement content and fiber length on the density of light soil is not obvious. (2) the deformation characteristics of light soil with different ratio. Through the unconfined compressive strength test and the direct shear test, the stress-strain law and shear stress shear displacement change law of light soil with different proportions are analyzed. By fitting the stress-strain curve of unconfined compressive strength, the variation of deformation modulus of unconfined compressive strength is studied, and the relationship between deformation modulus and compressive strength is obtained. (3) in unconfined compressive strength, The unconfined compressive strength decreases with the increase of the ratio and particle size of EPS particles. With the increase of cement content, the unconfined compressive strength increases. With the increase of fiber length, the unconfined compressive strength increases gradually, and the integrity of lightweight soil increases. (4) in the direct shear test, the shear strength and cohesion decrease with the increase of EPS ratio and particle size. With the increase of cement content, the shear strength and cohesion of lightweight soil increase. The length of the fiber increased from 9mm to 12 mm, and the shear strength increased by 40 mm. The results show that the shear strength of light soil can be improved significantly when the fiber length reaches to 12mm. (5) the unconfined compression failure mode of light soil: the light soil with EPS diameter of 0.5~1mm forms about 45 擄crack and presents brittle failure. The light soil with EPS diameter of 2~3mm formed more than 45 擄crack, and the light soil with EPS diameter of 3~5mm appeared bulging failure. Direct shear failure pattern: the shear surface of specimen is obvious, the shear plane with smaller EPS particle size is flat, and the shear plane with larger particle size is relatively loose; with the addition of fiber, the specimen is cracked and the whole soil is improved.
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU41

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