【摘要】：橡膠砂作為輕質(zhì)耗能填料在土木工程中應(yīng)用越來越廣泛,土工格室加筋可提高橡膠砂的抗剪強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性。針對關(guān)于橡膠砂或加筋橡膠砂動(dòng)力特性的認(rèn)知缺乏的現(xiàn)狀,通過大尺寸循環(huán)單剪試驗(yàn)研究了橡膠砂分別在有無土工格室加筋情況下在水平循環(huán)荷載作用下的滯回特性。獲得了加筋和非加筋橡膠砂的滯回曲線、動(dòng)剪模量曲線和阻尼比曲線,并應(yīng)用Stokeo Darendeli模型對橡膠砂動(dòng)力特性進(jìn)行擬合,得到了加筋和非加筋橡膠砂的動(dòng)力特性參數(shù)�；趯Ρ确治�,揭示了土工格室對橡膠砂動(dòng)力特性影響的規(guī)律與機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)土工格室加筋能限制橡膠砂中剪切帶的發(fā)展,使得橡膠砂在大應(yīng)變下的滯回曲線反S形特征減弱、阻尼比增大;(2)由于網(wǎng)兜效應(yīng)引起顆粒接觸法向應(yīng)力增大,土工格室加筋使橡膠砂動(dòng)剪模量增大,且隨著橡膠含量的增高而增大愈明顯;(3)土工格室的加入降低了循環(huán)加載次數(shù)對橡膠砂動(dòng)力特性的影響,并使得橡膠砂最大動(dòng)剪模量隨橡膠含量和豎向壓力變化的速率減小。給出的土工格室加筋對橡膠砂動(dòng)力特性影響的定量分析結(jié)果,可為后續(xù)研究和工程應(yīng)用提供參考。
【圖文】：

筋的動(dòng)力效應(yīng)研究更少。本文應(yīng)用筆者自行研制的大型循環(huán)單剪試驗(yàn)裝置，對有無土工格室加筋的大尺寸橡膠砂試樣在水平循環(huán)荷載作用下的受力變形特性進(jìn)行試驗(yàn)研究，以探索土工格室加筋對橡膠砂動(dòng)力特性的影響規(guī)律。1試驗(yàn)材料和設(shè)備試驗(yàn)橡膠砂為由廢舊輪胎橡膠顆粒與天然河砂混合得到的混合料。廢舊橡膠顆粒由專業(yè)分解廢舊橡膠的廠家生產(chǎn)，顆粒粒徑在0.5～5mm之間，平均粒徑1.5mm，不均勻系數(shù)1.43，顆粒比重1.21�；旌衔锼蒙盀槠胀ńㄖ由埃ㄟ^4.75mm篩，去除大顆粒以保證試樣的均勻性）�；旌锨昂蟮南鹉z顆粒和砂如圖1所示。兩種材料的顆粒特征如表1所示，級配曲線如圖2所示。加筋用土工格室為高強(qiáng)焊接型HDPE格室，，格室片抗拉強(qiáng)度≥18MPa，焊點(diǎn)強(qiáng)度≥100N/cm，格室高度200mm，焊點(diǎn)間距400mm，格室片厚度1mm。圖1試驗(yàn)用橡膠顆粒、砂顆粒和混合后的橡膠砂Fig.1Photosofrubberparticles,sandparticlesandrubbersand.mixtures表1試驗(yàn)材料物理特性Table1Physicalpropertiesoftestmaterials試驗(yàn)材料比重Gs粒徑范圍/mm平均粒徑D50不均勻系數(shù)Cu廢橡膠顆粒1.210.5～51.51.43天然河砂2.590.05～4.750.291.31圖2橡膠和砂的顆粒級配曲線Fig.2Gradingcurvesofrubberparticlesandsand循環(huán)單剪試驗(yàn)?zāi)苤噩F(xiàn)強(qiáng)震時(shí)場地土的應(yīng)力應(yīng)變條件，并直接測定土的動(dòng)剪模量和阻尼比，被公認(rèn)為是土動(dòng)力特性測試的理想方法之一。由于土工格室尺寸較大，常規(guī)循環(huán)單剪試驗(yàn)無法直接研究土工格室加筋對橡膠砂動(dòng)力特性的影響。為此，筆者研制了一套大型循環(huán)單剪試驗(yàn)裝置，試樣尺寸達(dá)直徑700mm、高度200mm。利用層疊的周向四點(diǎn)式支撐鋼環(huán)+內(nèi)襯橡膠膜作為剪切箱，為試樣提供側(cè)向約束。利用水平線性導(dǎo)軌支承剪切底板。固結(jié)頂板受豎向立柱上

循環(huán)單剪試驗(yàn)裝置，對有無土工格室加筋的大尺寸橡膠砂試樣在水平循環(huán)荷載作用下的受力變形特性進(jìn)行試驗(yàn)研究，以探索土工格室加筋對橡膠砂動(dòng)力特性的影響規(guī)律。1試驗(yàn)材料和設(shè)備試驗(yàn)橡膠砂為由廢舊輪胎橡膠顆粒與天然河砂混合得到的混合料。廢舊橡膠顆粒由專業(yè)分解廢舊橡膠的廠家生產(chǎn)，顆粒粒徑在0.5～5mm之間，平均粒徑1.5mm，不均勻系數(shù)1.43，顆粒比重1.21�；旌衔锼蒙盀槠胀ńㄖ由埃ㄟ^4.75mm篩，去除大顆粒以保證試樣的均勻性）。混合前后的橡膠顆粒和砂如圖1所示。兩種材料的顆粒特征如表1所示，級配曲線如圖2所示。加筋用土工格室為高強(qiáng)焊接型HDPE格室，格室片抗拉強(qiáng)度≥18MPa，焊點(diǎn)強(qiáng)度≥100N/cm，格室高度200mm，焊點(diǎn)間距400mm，格室片厚度1mm。圖1試驗(yàn)用橡膠顆粒、砂顆粒和混合后的橡膠砂Fig.1Photosofrubberparticles,sandparticlesandrubbersand.mixtures表1試驗(yàn)材料物理特性Table1Physicalpropertiesoftestmaterials試驗(yàn)材料比重Gs粒徑范圍/mm平均粒徑D50不均勻系數(shù)Cu廢橡膠顆粒1.210.5～51.51.43天然河砂2.590.05～4.750.291.31圖2橡膠和砂的顆粒級配曲線Fig.2Gradingcurvesofrubberparticlesandsand循環(huán)單剪試驗(yàn)?zāi)苤噩F(xiàn)強(qiáng)震時(shí)場地土的應(yīng)力應(yīng)變條件，并直接測定土的動(dòng)剪模量和阻尼比，被公認(rèn)為是土動(dòng)力特性測試的理想方法之一。由于土工格室尺寸較大，常規(guī)循環(huán)單剪試驗(yàn)無法直接研究土工格室加筋對橡膠砂動(dòng)力特性的影響。為此，筆者研制了一套大型循環(huán)單剪試驗(yàn)裝置，試樣尺寸達(dá)直徑700mm、高度200mm。利用層疊的周向四點(diǎn)式支撐鋼環(huán)+內(nèi)襯橡膠膜作為剪切箱，為試樣提供側(cè)向約束。利用水平線性導(dǎo)軌支承剪切底板。固結(jié)頂板受豎向立柱上的線性導(dǎo)軌限制，可在試樣水平剪切過程中發(fā)生均勻的上
【作者單位】： 湖南工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51108177)
【分類號】：TU472

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本文編號：2541282