【摘要】：隨著我國(guó)城市建設(shè)的快速發(fā)展,建筑垃圾的產(chǎn)生量快速增長(zhǎng),成為了城市發(fā)展過(guò)程中的一大困擾。如果將建筑垃圾用作道路路基填料,不僅可以節(jié)約土地資源,還可以變廢為寶,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義。本文以建筑垃圾用于路基填筑為研究對(duì)象,開(kāi)展離散元數(shù)值模擬和試驗(yàn)段工程現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。系統(tǒng)研究了建筑垃圾路基填筑技術(shù)和填筑質(zhì)量控制措施,取得了以下主要研究成果:(1)利用PFC2D軟件,模擬了建筑垃圾在一維情況下的壓縮變形過(guò)程。揭示了壓縮變形和顆粒破碎的關(guān)系,分析了材料壓縮變形過(guò)程的細(xì)觀變化機(jī)理,從微觀角度上分析了顆粒破碎的受力模式和破碎形態(tài),并研究了材料參數(shù)對(duì)壓縮變形的影響。(2)利用離散單元模型模擬了建筑垃圾在振動(dòng)荷載作用下的路基壓實(shí)過(guò)程,分析了建筑垃圾在振動(dòng)荷載作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、路基壓實(shí)機(jī)理和壓實(shí)效果,得到了碾壓過(guò)程中的沉降規(guī)律,對(duì)壓實(shí)穩(wěn)定后的顆粒進(jìn)行顆粒粒徑分析,粒徑分布符合分形模型。(3)基于建筑垃圾路基試驗(yàn)段,分析了建筑垃圾材料的成分,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工狀態(tài)和材料特點(diǎn),確定了建筑垃圾路基填筑的施工工藝和施工質(zhì)量控制方法,對(duì)路基施工完成后的沉降和粒徑分布進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。
【圖文】：

圖 2-3 粘結(jié)模型的本構(gòu)關(guān)系Fig.2-3 Constitutive relation of bond model粘結(jié)模型允許在接觸處有拉力的存在，即顆粒間重疊量小于零時(shí)，，接觸粘結(jié)可以提供粘結(jié)力將顆粒捆綁在一起，顆粒間拉力大小不能超過(guò)接觸模型中給定的抗拉強(qiáng)度。接觸粘結(jié)將顆粒與顆粒凝聚在一起，通過(guò)PROPERTY命令及關(guān)鍵字n_bond和s_bond來(lái)分別設(shè)定接觸粘結(jié)的法向粘結(jié)力和切向粘結(jié)力。模擬顆粒破碎的原則如下：（1）當(dāng)接觸處法向拉力超過(guò)法向粘結(jié)力，則接觸粘結(jié)發(fā)生破壞，且接觸處法向力和切向力會(huì)消失；（2）當(dāng)接觸處切向作用力超過(guò)切向接觸力，則接觸粘結(jié)發(fā)生破壞。若法向作用力為拉力，則切向力和法向力會(huì)消失；若法向作用力為壓力，則接觸處法向力不變，切向力仍然保持原來(lái)大小且不超過(guò)最大摩擦力。在計(jì)算過(guò)程中的任一時(shí)刻，接觸粘結(jié)模型和滑動(dòng)模型必有且僅有一個(gè)存在。平行粘結(jié)模型是在接觸顆粒間一個(gè)有限尺寸的膠結(jié)體。通過(guò) SET disk 命令可以將顆粒作為厚度為單位 1 的圓柱體進(jìn)行計(jì)算，否則將顆粒作為球體進(jìn)行計(jì)算。平行粘結(jié)模型可以和其他的接觸模型共同存在，平行粘結(jié)模型不會(huì)阻止顆粒間的相對(duì)滑動(dòng)。平行粘結(jié)模型可以傳遞顆粒間的力和力矩。接觸粘結(jié)模型可以看成均勻分布在形心為接觸點(diǎn)的圓形或矩形區(qū)域的一系列彈簧，具有恒定的法向切向剛度。由于平

siF 分別是法向分量和切向分量。模型膠結(jié)體邊緣處最大拉應(yīng)力和剪應(yīng)力可以根據(jù)下面式子max-nsiFMRA I max-s niF MRA J 應(yīng)力超過(guò)法向強(qiáng)度或者最大剪應(yīng)力超過(guò)切向作用強(qiáng)度，則破壞。阻尼過(guò)程中顆粒系統(tǒng)的能量通過(guò)滑動(dòng)摩擦來(lái)消散。不過(guò)有些模者是在有限的時(shí)步內(nèi)很難達(dá)到穩(wěn)態(tài)解。PFC2D 軟件中有局阻尼三種來(lái)消散動(dòng)能。局部阻尼和混合阻尼作用在每個(gè)顆接觸上的。局部阻尼給顆粒施加了一個(gè)正比于不平衡力的阻尼的一種特殊情況，即模擬所得的穩(wěn)態(tài)解包含了明顯的物理模型如圖 2-4 所示。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U416.1;U414

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本文編號(hào)：2623909