泡沫颗粒混合轻质土及其原位力学性能

泡沫颗粒混合轻质土及其原位力学性能

一、发泡颗粒混合轻量土及其原位力学性质(论文文献综述)

侯天顺,杨凯旋[1](2021)在《挡土墙后EPS颗粒混合轻量土填料静止土压力特性模型试验研究》文中研究指明为确定EPS(发泡聚苯乙烯,expandablepolystyrene)颗粒混合轻量土在挡土墙后的静止土压力特性,通过对素土和轻量土开展室外挡土墙模型试验,探究加卸载条件下土体在挡土墙后静止土压力、静止土压力系数、竖向沉降量的分布规律,揭示轻量土填料在挡土墙工程中的减压机制和沉降变形机制。结果表明:在加卸载之前,素土和轻量土的竖向土压力、侧向土压力随着填土深度的增加近似呈线性增加趋势,其理论值和实测值间的相对误差不大于26.35%。荷载对素土竖向土压力和侧向土压力的影响随着填土深度的增加而逐渐减小。轻量土养护成型后具有自立性,荷载对其影响深度有限,试验中轻量土的荷载影响区深度大致为H/2(H为墙高)。当填土深度小于H/2时,随着荷载的逐级增减,轻量土竖向土压力、侧向土压力增加和减小较为明显;当填土深度大于H/2时,竖向土压力、侧向土压力随着荷载的逐级增减逐渐出现收敛,变化幅度较小。素土与轻量土静止土压力系数在挡土墙后呈非线性分布,分别处于0.27~0.74和0.33~0.44范围内。由Jaky公式计算的轻量土静止土压力系数理论值基本大于试验实测值,但差值较小。素土的竖向沉降变形随填土深度的增加而逐渐减小,总体介于0~21.5 mm。而养护成型的轻量土在荷载的作用下,竖向沉降量变化不明显,总体介于0~2.8 mm。相比素土而言,由于EPS颗粒的缓冲作用以及水泥的固化作用,使养护成型的轻量土具有良好的缓冲性和自立性,可对竖向应力进行更有效的吸收和分散。轻量土可大大减小静止土压力、静止土压力系数和竖向沉降量,满足挡土墙工程中对填料减重增强的要求。

周玮[2](2021)在《EPS颗粒混合轻量土动强度特性及离散元数值模拟研究》文中研究表明EPS颗粒(发泡聚苯乙烯)混合轻量土是将原料土、EPS颗粒、固化剂和水按照一定比例搅拌形成的新型材料,在一些特殊路段的路基工程中得到了初步应用。路基土在服役过程中受到动荷载作用,土的动强度特性对路基安全有着重要影响。动强度与一定的强度标准相关,不同的强度标准下土有不同的强度特性。以往对于轻量土动强度的研究集中于水泥掺量、EPS颗粒掺量、围压等因素对动强度的影响,缺乏轻量土在不同强度标准下的动强度特性横向比较,因此研究不同强度标准下的轻量土动强度特性,探究适宜的动强度标准显得尤为必要。本研究制备了不同配比的轻量土和重塑土进行固结不排水动三轴试验及常规三轴压缩试验,得到试样的滞回曲线、动应力时程曲线、动应变时程曲线和动孔压时程曲线以及有效抗剪强度参数。根据动三轴试验结果研究了轻量土和重塑土动应力、动应变、动孔压随振次的发展规律,分析孔压标准、极限平衡标准、屈服标准和应变标准对重塑土和轻量土的适用性,同时探讨了在轻量土和重塑土固结不排水三轴压缩试验中的应力-应变-孔压特性及其破坏模式。利用颗粒流软件PFC3D建立了EPS颗粒混合轻量土动三轴离散元数值模型,根据动三轴试验得到的滞回曲线对模型进行了细观参数标定,研究不同累积压应变下接触力、位移场、速度场的变化规律。研究结果表明:(1)在固结不排水三轴压缩特性方面,随着水泥掺量的增高或者EPS颗粒体积比的减小,轻量土的应力-应变曲线由应变硬化型向应变软化型变化。应变软化型的轻量土试样有类似于超固结黏土的性质,在进行不排水剪切时孔压先增加后减少为负值。应变硬化型的轻量土试样和正常固结黏土性质类似,剪切时孔压有不断增高的趋势。重塑土呈现剪缩破坏形态,应变软化型轻量土试样破坏时形成约60°剪切带,呈现出脆性破坏性质。(2)在动应变累积特性方面,通过固结不排水动三轴试验发现,重塑土的动应变累积变化经历三个阶段。第一阶段为振动密实阶段,第二阶段为振动变形阶段,第三阶段为振动破坏阶段。轻量土动应变累积有振动变形和振动破坏两个阶段,从振动变形向振动破坏段转变时动应变迅速增大。试验发现橡皮膜存在顺变效应,使得重塑土试样在受到荷载作用时局部排水,造成动孔压测量值偏低。(3)在动强度标准方面,对于黏性土和轻量土而言,颗粒被胶结物质所胶结,在动荷载作用过程中动孔压很难达到围压发生液化,孔压标准不适用于黏性土和轻量土。极限平衡标准只考虑试样的瞬时极限状态,且静力强度指标与动力强度指标并不相等,因此极限平衡标准也不适用于黏性土和轻量土。黏性土和轻量土动应变时程曲线均未出现转折点,因此适用应变标准。考虑循环荷载下土体的变形是土体动力失稳的因素,应该控制土体不发生较大塑性变形,其中轻量土以单幅压应变εd=5%作为强度标准,黏土的动应变以双幅动应变2εd=5%作为强度标准。(4)在离散元数值模拟方面,利用颗粒流程序对EPS颗粒混合轻量土进行了动三轴离散元数值建模。轻量土是一种多介质体系,颗粒主要有两种,分别是土颗粒和EPS颗粒,水泥在数值建模时被视为一种黏结强度。土颗粒按照级配放大法生成,采用平行黏结模型,按照土颗粒和EPS颗粒两种颗粒体系分组设置黏结参数,建立了轻量土动三轴离散元数值模型。(5)随着围压的增大,颗粒的接触力也变大,围压的增大限制了颗粒的位移,对颗粒体系的运动约束作用增强。当围压不变时,随着压应变的增大,EPS颗粒之间的接触力在减小,土颗粒之间的接触力无明显变化。EPS颗粒之间接触力的减弱,使得EPS颗粒在循环荷载作用下更容易发生位移,位移方向以沿竖向指向试样中心方向为主,在宏观上表现为压应变的累积,轻量土的变形主要是EPS颗粒的位移所造成。随着压应变的增大,颗粒体系的速度方向由随机分布转变为沿竖向指向试样中部,在压应变为5%时颗粒速度方向发生偏转的颗粒数目显着增多,说明试样竖向累积变形速率加快,动强度开始衰减,因此以5%的压应变作为轻量土的动强度标准是可行的。(6)EPS颗粒体积比不变时,颗粒的位移值随着应变的增大而增大,但是增幅很小,变化不大。在振动后期,土颗粒的黏结逐渐被破坏,位移值较小的土颗粒随着振动的进行位移值不断增大。试样两端颗粒速度方向沿径向分布,方向沿径向指向圆心和背离圆心的颗粒均存在,中部颗粒速度方向随着EPS颗粒体积比的增加由竖向指向试样中心方向变为沿径向背离圆心方向分布,两端颗粒速度大于中部颗粒速度。振幅的增大使得颗粒的位移值增大,土的变形累积速率加快。

张建成[3](2021)在《EPS颗粒混合轻量土主动土压力特性试验研究》文中研究表明随着国家现代化建设的推进,重力式挡土墙、衡重式挡土墙和加筋土挡土墙等得到了大量的应用和快速的发展。主动土压力作为挡土墙设计的一个重要指标,也引起了相关学者的广泛关注。轻量土作为一种新型土工合成材料,具有轻质高强等优点,应用于路基工程中可以有效降低路面沉降,也可以有效减小挡墙土压力,具有重要的工程应用价值。目前对于轻量土的研究,主要是采用室内土工试验方法探究轻量土的强度、变形和稳定性等物理特性,而对于轻量土模型试验和主动土压力特性的研究仍较为少见。鉴于抗剪强度参数对主动土压力计算的重要性,开展相关直剪试验是十分必要的。本文采用室外大比尺模型试验和室内直剪试验相结合的方法,一方面,研究普通重塑黄土和轻量土在不同加卸载条件以及不同挡墙位移时的土压力分布规律。另一方面,通过理论计算与模型试验对比分析,推导适用于轻量土的主动土压力计算公式,具体研究内容和相关结论如下:(1)通过轻量土作为墙后填土时的模型试验,发现轻量土在养护期间的竖向土压力随着养护时间先增加后逐渐稳定,养护时间达到12d后竖向土压力近似不变;养护期间的侧向土压力随时间近似线性增大,养护时间越久,轻量土的侧向土压力越大,但是增幅随着时间而逐渐降低。此外,还发现填土中竖向应力较侧向应力达到稳定状态所需的时间更短,其中,填土中土压力盒在t=4h后读数稳定,而墙背处土压力盒在t=12h后读数稳定。(2)通过静止土压力模型试验,发现普通重塑黄土和轻量土的侧向土压力、竖向土压力与填土深度关系都呈近似线性分布,且随着上部荷载的增加而逐渐增大,其中轻量土的增加幅度较小。对比轻量土与普通重塑黄土在挡墙静止时的土压力,发现轻量土可以有效降低填土的侧向土压力和竖向土压力,其减压效果分别在挡墙中部和中下部达到最佳。(3)通过主动土压力模型试验,发现普通重塑黄土较轻量土的位移模式更加复杂。普通重塑黄土在挡墙位移量为1mm和2mm时,其位移模式为平动,之后位移模式转变为绕墙底转动,墙顶最大位移量为9mm。而轻量土中挡墙位移模式总为绕墙底转动,其墙顶的最大位移量为7mm,表明轻量土可以有效降低挡土墙的侧向位移。(4)通过主动土压力模型试验研究发现,当挡墙产生位移时,普通重塑黄土和轻量土的侧向土压力与填土深度都呈现抛物线型分布,且随着位移增大侧向土压力先降低后趋于稳定。对于普通重塑黄土,当挡墙位移量约为4mm时达到了稳定状态;当挡墙位移量约为3mm时,轻量土达到了稳定状态。对比发现,普通重塑黄土较轻量土的主动土压力大,表明轻量土可以降低挡墙主动土压力。(5)侧向土压力系数与挡墙位移状态以及荷载大小有关。当挡墙静止时,普通重塑黄土的侧向土压力系数整体在0.2-1.0之间波动,而轻量土的侧向土压力系数整体在0.4上下浮动。当挡墙产生移动时,普通重塑黄土与轻量土的侧向土压力系数随着位移量增大都呈先降低后趋近于稳定的趋势。普通重塑黄土的主动土压力系数在0.04上下波动,轻量土的主动土压力系数在0.1上下波动,表明轻量土与普通重塑黄土的主动土压力系数沿墙高变化较为稳定。(6)在直剪试验的基础上按照朗肯理论计算不同填土的主动土压力,对比发现普通重塑黄土朗肯主动土压力与试验值较为接近,朗肯理论所得的裂缝深度也与试验所得相差不大,可见朗肯理论在普通重塑黄土领域具有较高的应用价值。轻量土朗肯主动土压力理论值均为负值,远小于试验值,且朗肯理论所得的裂缝深度与试验所得也相差悬殊,表明朗肯理论在应用于轻量土领域时误差较大。(7)以模型试验为基础,对朗肯主动土压力计算公式进行了修正,将朗肯理论中的(?)修正为Kac/2,且与朗肯理论有着明显不同的是内摩擦角不再采用有效内摩擦角。经对比验证,发现该修正公式可以适用于轻量土的主动土压力计算,相比于朗肯理论计算值更加准确,可以为实际工程应用提供一定的理论参考。

兰鑫[4](2020)在《EPS颗粒混合轻量土动力变形特性离散元数值模拟》文中研究表明EPS颗粒混合轻量土作为一种新型土工合成材料,由于其具有轻质高强、自立性好、施工工艺简单、隔振隔热性能优良等优点倍受青睐,广泛应用于公路、铁路、桥台台背等回填工程中。本文以黄土作为原料土,EPS颗粒作为轻质材料,水泥作为固化剂,制备EPS颗粒混合轻量土。通过室内动三轴试验探讨了EPS颗粒粒径和EPS颗粒体积比对轻量土动力变形特性的影响规律。利用PFC3D离散元软件建立轻量土动三轴试验数值模型,通过对比室内试验和数值模拟的滞回曲线,论证了轻量土数值模型的可行性。并从颗粒间接触力、速度场和位移场三个方面探讨了轻量土动力变形特性的细观机理。研究结果表明:(1)EPS颗粒混合轻量土的滞回曲线反映了非线性、应变累积性和动应变对动应力的滞后性。随着动力加载的进行,轴向应变εd不断增大,动应力σd以近似双曲线形式增长,骨干曲线呈应变硬化型。轻量土的动强度随着EPS颗粒粒径和EPS颗粒体积比的增大而逐渐衰减,随着围压的增大而增长。(2)随着颗粒摩擦系数的增大,轻量土数值模拟骨干曲线的破坏强度不断增长,相比于EPS颗粒,增大土颗粒的摩擦系数使破坏强度增长更加显着。随着颗粒刚度比增大,骨干曲线破坏强度增长,但破坏强度所对应的轴向应变减小,小幅提高了试样初始弹性模量。随着接触黏结强度的增大,轻量土骨干曲线的破坏强度也逐渐增大。在高围压下,黏结强度对试样抗剪强度的贡献基本不变,而摩擦强度的贡献相对于黏结强度的贡献增大,使试样更具延展性。(3)EPS颗粒混合轻量土室内动三轴试验和数值模拟的滞回曲线相比,二者的动应力峰值及所对应的动应变基本相同。在相同振级下,动应力峰值均随围压的增大而增大,随EPS颗粒粒径和EPS颗粒体积比的增大而降低。但由于数值模拟中颗粒均为刚性体,其形态特征和受力状态与实际土样存在偏差,且采用对墙体施加反向速度的方法模拟应力方向的转变,导致滞回曲线波动略大,且卸载时动应力迅速降低。从整体来看,室内动三轴试验滞回曲线与模拟结果基本吻合,三维离散元模型可以较好地模拟轻量土室内动三轴试验。(4)在轻量土数值试样中,将颗粒间接触力按大小排列为:土颗粒-土颗粒>土颗粒-EPS颗粒>EPS颗粒-EPS颗粒。试样内两端颗粒在竖直方向上向中部运动,中部颗粒在水平方向上向外围运动。中部颗粒的位移总是小于两端颗粒,表现出一定的―滞后性‖。在加载阶段,颗粒间接触力和颗粒位移整体增大,与滞回曲线中动应力和轴向应变发展规律吻合,表现在宏观上为试样被压缩。在卸载阶段,颗粒间接触力逐渐减小,颗粒反向运动位移量减小,表现在宏观上为试样发生回弹变形。(5)随着EPS颗粒的粒径由1-3mm增大到3-5mm和5-6mm,其法向和切向刚度减小,EPS颗粒与土颗粒间的接触力更小,数值试样内接触力分布愈不均匀,产生应力集中现象。颗粒位移分布不对称,两端位移增量不断变大,位移交界面逐渐向中间位置移动,使试样的挤压带由两端向中部移动。这与宏观上轻量土的动强度随EPS粒径增大而衰减的规律吻合。(6)随着EPS颗粒体积比由40%增大到50%和60%,试样内EPS颗粒数目增多,土颗粒骨干结构减小,且部分区域的颗粒运动速度过大,使试样的承载能力减弱,更易被破坏。这与宏观上轻量土的动强度随EPS颗粒粒径和体积比的增大而衰减的规律吻合。

兰鑫,侯天顺,杨艳,张亚飞[5](2020)在《EPS颗粒混合轻量土动力变形特性离散元分析》文中研究表明为探究EPS颗粒混合轻量土的动力变形机理,通过对轻量土进行室内动三轴试验,并利用三维离散元软件PFC3D建立相应数值模型,得到宏观滞回曲线和细观参数影响规律、颗粒间接触力和位移场分布图。研究结果表明:EPS颗粒混合轻量土的动应力–动应变关系曲线具有应变硬化特性和应变累积性;摩擦系数和接触黏结强度主要控制破坏强度,刚度比控制初始弹性模量。试样加载过程中,随着荷载逐级递增,颗粒间接触力整体增大,按颗粒间接触力大小排列为:土颗粒–土颗粒>土颗粒–EPS颗粒>EPS颗粒–EPS颗粒;两端颗粒在竖直方向上向中部运动,中部颗粒在水平方向上向外围运动;由于阻尼效应,中部颗粒的位移相对于两端颗粒具有"滞后性",且宏观上表现为试样整体被压缩。

杨凯旋[6](2020)在《EPS颗粒混合轻量土静止土压力特性试验研究》文中研究指明EPS颗粒混合轻量土是由发泡聚苯乙烯(Expanded Polystyrene,简称EPS)颗粒、水泥、水和原料土拌和而成的轻质土工材料。轻量土因其密度小、强度高,自立性、缓冲性、易施工性、强度和变形模量可调,以及可大量消解废弃泡沫、废弃轮胎等高分子化合物,对工程弃土、疏浚淤泥土、特殊土进行重复利用等优点,被广泛应用于地基工程、路基工程、边坡工程、管道工程、景观工程中,如处理软土地基不均匀沉降、旧路扩建、墙背回填、管道填埋、建设人造漂浮景观等领域。目前众多学者对有关轻量土基本物理性质以及静动力强度特性、变形特性等的研究已经取得不少成果,在轻量土击实特性、土压力特性研究方面还存在不足。本文以陕西杨凌地区的黄土为原料土,水泥为固化剂,EPS颗粒作为轻质材料制备EPS颗粒混合轻量土。通过击实试验、室内静止土压力系数试验和室外挡土墙模型试验对轻量土在最优含水率情况下的静止土压力、静止土压力系数、沉降变形特性进行研究,得到的主要结论有:(1)对3种不同EPS颗粒掺量的轻量土开展标准轻型、标准重型、小型轻型、小型重型4类击实试验,并测量4类击实试验后EPS颗粒的体积压缩率。结果表明:同一配比的轻量土试样,在4类击实试验中干密度和湿密度随含水率的增大,先增加后减小,曲线形态类似抛物线,所得到的最优含水率基本相同。受“尺寸效应”的影响,所得到的最大干密度存在差异,但差异较小。击实类型对轻量土最优含水率和最大干密度的影响较小。击实作用下EPS颗粒压缩率随含水率和EPS颗粒掺量的增大而减小,其变化范围为0.955%~31.174%。EPS颗粒的塑性压缩和试样孔隙比的减小是轻量土压缩密实的本质,利用小型击实试验代替标准击实试验确定轻量土最优含水率和最大干密度的方法是可行的。(2)利用K0固结仪对不同配比轻量土开展侧限压缩试验,结果表明:相比素土而言,由于轻量土中水泥的固化作用和EPS泡沫颗粒的减重作用,使得轻量土具有自立性和轻质性,侧向应力和静止土压力系数K0值被大大减小。各配比轻量土实测静止土压力系数介于0.14~0.31之间,仅为Jaky公式理论计算值的1/3~1/2,素土实测静止土压力系数为理论计算值的3/4。轻量土的静止土压力系数不是常数,而是与加卸载路径、竖向应力、EPS颗粒体积比、水泥掺入比密切相关。EPS颗粒体积比和水泥掺入比相同时,加载过程中轻量土静止土压力系数随竖向应力的增大而增大最后趋于稳定值。卸载过程中静止土压力系数随竖向应力的减小先缓慢增大后快速增大。EPS颗粒体积比较大时卸载过程中静止土压力系数大于1。竖向应力相同时,加卸载过程中侧向应力和静止土压力系数随EPS颗粒体积比的增大和水泥掺入比的减小而增大。卸载完成时,轻量土有残余侧向应力存在,残余侧向应力随EPS颗粒体积比的增大和水泥掺入比的减小而增大。(3)对素土和两种不同EPS颗粒掺入比(0.32%,0.81%)的轻量土开展室外挡土墙模型试验研究其静止土压力特性和变形特性,结果表明:在加卸载之前,素土和轻量土的竖向土压力、侧向土压力随填土深度的增加近似呈线性增加趋势,其实测值与对应的理论计算值相差较小。轻量土养护固化后具有自立性,荷载对其影响深度有限,本试验中轻量土的荷载影响区深度大致为75cm。在加卸载的过程中,当填土深度小于75cm时,随着荷载的逐级增减,轻量土竖向土压力和侧向土压力的增加和减小较为明显。当填土深度大于75cm,轻量土竖向土压力和侧向土压力增加量和减小量均较小。素土和两种配比轻量土的静止土压力系数实测值在挡土墙后呈非线性分布,其分别处于0.27~0.74、0.34~0.45和0.29~0.42范围内,与由Jaky公式计算的静止土压力系数理论值存在较大偏差。随着EPS颗粒掺入比的增加,静止土压力系数出现小幅度的减小。素土的竖向沉降变形随着填土深度的增加而逐渐减小,总体介于0~21.5mm。两种配比的轻量土在养护成型之后,在荷载的作用下竖向沉降量变化不明显,总体分别介于0~2.8mm和0~3.9mm之间。相比素土而言,由于轻量土中水泥的固化作用和EPS泡沫颗粒的减重作用,使得轻量土具有自立性和轻质性,其静止土压力和静止土压力系数可被大大减小,在挡土墙工程中可满足减重增强的要求。

崔奕翔[7](2020)在《动荷载下EPS颗粒混合轻量土骨干曲线的本构模型试验研究》文中认为EPS颗粒混合轻量土是一种通过添加EPS颗粒来减轻土体重度,同时拌合固化剂加强土体强度的新型土工材料。其中EPS颗粒是一种发泡聚苯乙烯高分子聚合物,可以由工厂集中生产或者利用白色污染材料加工而得,固化剂可以选用水泥,石灰等材料以及废石膏、粉煤灰等工业废品。轻量土具有优越的轻量性、抗压性、抗震性、耐久性、自立性、隔热性,在软土地基不均匀沉降、山区陡峭坡地改造、桥头跳车、海湾填筑、管道工程等减荷回填工程中发挥了十分重要的作用。随着道路工程的不断发展,在交通荷载作用下路基被破坏的现象时有发生,因此对于轻量土路基进行定量动变形分析变成了亟待解决的问题。而目前常用的方法是分析不同受力条件下的动剪应力-剪应变、动剪切模量、阻尼比等的变化规律,建立土体的动力本构模型。为此本文基于室内动力三轴试验和无侧限抗压试验的试验结果,系统地讨论了轻量土的动力变形特性以及三种黏弹性动力本构模型对轻量土的适用性,研究并建立了轻量土的动剪切模量、阻尼比公式,骨干曲线的动力本构模型及其修正模型,具体成果如下:(1)对轻量土进行动三轴试验,探究了不同配比、围压和频率对轻量土骨干曲线、动剪切模量和阻尼比特性的影响规律,并设置素土动三轴试验作为对照试验。轻量土的骨干曲线呈现明显的非线性特征,随着围压的增大,同一应变水平下的动剪切模量增大,而阻尼比减小。轻量土的动剪切模量随着动剪应变的增加而呈现出反“S形”减小,阻尼比曲线在EPS颗粒体积比小于40%或水泥掺量大于10%时表现出独特的“钟形”非线性变化规律,而其它条件下其阻尼比曲线则遵循“S形”变化规律。以Hardin经验公式为理论基础,引入相对结构度k和广义孔隙比e’,并结合Matlab软件进行回归分析求解公式参数,建立了轻量土最大动剪切模量和最大阻尼比公式。(2)基于Hardin-Drnevich模型对轻量土的动力三轴试验结果进行了分析,探究了不同配比、围压对Hardin-Drnevich模型参数值的影响规律。随着围压的增大,轻量土的动剪应力-剪应变关系曲线的初始动剪切模量明显增大,轻量土在动荷载作用下的动变形特性可以由Hardin-Drnevich模型描述。在Hardin最大动剪切模量经验公式和前人研究基础上,引入轻量土相对结构度k,与广义孔隙比e’,建立了适用于描述轻量土不同配比和受力条件的Hardin-Drnevich模型参数的表达式,可以确定不同配比和应力状态下的参数取值。通过改变应力状态进行验证试验,模型计算值对试验散点的预测结果良好,验证了Hardin-Drnevich模型和建立的轻量土参数表达式描述轻量土骨干曲线的可靠性。(3)结合变参数的Ramberg-Osgood模型,将轻量土动三轴试验结果提取参数,得到了模型参数R、α1随轻量土动剪应变的变化规律和适用范围,分析了模型参数受轻量土EPS颗粒掺量、水泥掺入比和围压的影响。随着EPS颗粒含量的增多,参数R的稳定值逐渐增大,而随着围压的增大,EPS颗粒掺入比对参数R和α1的影响程度逐渐减小。轻量土的阻尼效应使阻尼比随着动剪应变的增大而表现出“钟形”和“S形”两种不同的曲线形态。变参数的R-O模型可以随着动剪应变的变化调整参数取值,因此可以很好描述轻量土在改变动力状态后的动剪切模量比和阻尼比变化规律。(4)基于Davidenkov本构模型,对轻量土动三轴试验结果进行了非线性回归,分析了模型参数受轻量土EPS颗粒掺量、水泥掺入比和围压的影响,发现轻量土的动剪切模量比曲线形态受到Davidenkov模型三参数共同影响。由于轻量土复杂的阻尼比特性,本文对常规土体的阻尼比经验公式进行了修正,建立了轻量土阻尼比修正模型。验证试验表明修正模型可以很好地描述轻量土“S形”变化规律,但复杂的结构性使得修正公式对于轻量土阻尼比曲线的预测还有一定困难。改变应力状态和常规应力加载路径,Davidenkov模型计算值预测轻量土动三轴试验值效果良好,当动力荷载加载跨度大,或动力荷载加卸载时,Davidenkov模型预测值偏小。

廖智威,侯天顺,闫亚廷,娄哲瀚,朱旭,王昱[8](2019)在《不同酸碱环境下EPS颗粒混合轻量土的耐久性研究》文中认为为了研究不同的酸碱环境对EPS颗粒混合轻量土耐久性的影响,通过密度试验和无侧限抗压试验对EPS颗粒混合轻量土的物理力学性质展开研究。研究表明:不同的酸碱环境不会改变EPS颗粒混合轻量土的应变软化特征,其应力应变关系曲线存在4个阶段:微裂隙压密阶段,弹性变形阶段,裂隙发展与破坏阶段,峰值后阶段。轻量土的强度和密度在浸泡过程中表现出较好的稳定性,浸泡120d后,强度的绝对增长量为37.97~140.75kPa,相对增长量为10.84%~42.77%,且碱性环境对强度的增长有明显的促进作用,酸性环境会削弱强度的增长。密度在浸泡过程中变化较小,浸泡120d后密度的变化量仅为0.19%~2.54%,可以认为外界的酸碱环境对轻量土的密度无影响。综上所述,EPS颗粒混合轻量土在酸碱环境下具有良好的耐久性和稳定性,可以满足工程实践所提出的抗腐蚀性要求。

牛晟[9](2020)在《沙漠砂EPS混凝土的流变特性及其本构模型研究》文中指出针对当前沙漠砂EPS混凝土尚无相关研究、对EPS混凝土宏观力学性能方面的研究也多集中于耐久性、对其流变特性及其本构模型的研究并不全面的情况,本文以沙漠砂EPS混凝土的强度和变形问题为切入点,借鉴岩土力学及混凝土材料的相关研究成果,采用试验研究与理论分析相结合的方法,以轴向压缩为主要方式,将重心集中在压应力状态下沙漠砂EPS混凝土的变形演化和强度衰减的时间效应上,研究了沙漠砂EPS混凝土的常规力学特性与流变特性,并结合试验结果,建立了相关本构模型。结果表明:相比普通混凝土,沙漠砂EPS混凝土的应力-应变曲线峰前段存在明显的压密过程,峰后应力衰减至峰值应力的40%60%后,开始更多呈现出延性趋势,并存在多次压实-破坏过程,在未对常用普通混凝土本构模型进行改进修正前并不适用于沙漠砂EPS混凝土;不同密度试块在不同恒定应力水平下的蠕变曲线较为相似,低应力水平条件下试块曲线表现为衰减蠕变,高应力水平下试块蠕变曲线表现衰减蠕变与稳态蠕变,最后一级应力下试块曲线表现为加速蠕变;蠕变试验中,沙漠砂EPS混凝土试块表现出较为明显的黏弹性特征,可近似视为非线性黏弹性体,利用Burgers模型可较好描述其蠕变特性;不同密度试块在不同恒定应变水平下的应力松弛曲线与应力松弛规律均较为相似,曲线由衰减松弛与稳定松弛两部分组成,且试块应力松弛现象随着应变水平的升高、密度的增大而越来越明显,广义Kelvin模型可较好描述沙漠沙EPS混凝土的应力松弛特性。

杨凯旋,侯天顺[10](2020)在《击实试验类型对EPS颗粒轻量土击实特性的影响规律》文中进行了进一步梳理为研究击实试验类型对EPS颗粒轻量土击实特性的影响规律,阐明轻量土压缩密实的本质,对3种不同EPS颗粒掺量的轻量土开展标准轻型、标准重型、小型轻型、小型重型4类击实试验,并测量EPS颗粒体积压缩率。结果表明:3种配比轻量土在4类击实试验下,轻量土的干密度随含水率的增加均先增大后减小,曲线形态类似抛物线,所得最优含水率依次接近31%、35%、39%。同配比轻量土,以标准轻型击实试验的最大干密度为标准,其他3类击实试验最大干密度的绝对增长量为-0.014~0.072 g/cm3,相对增长量为-2.647%~13.611%,4类击实试验所获得的最大干密度基本相同。受击实筒尺寸效应的影响,相同击实功时,小型击实试验的最大干密度大于标准击实试验,但差值较小。相同击实类型时,增加击实功对轻量土最大干密度提高不明显。在击实作用下,EPS颗粒具有明显的塑性压缩,压缩率随含水率和EPS颗粒掺量的增大而减小,其变化范围为0.955%~31.174%。EPS颗粒的塑性压缩和试样孔隙比的减小是轻量土压缩密实的本质,利用小型击实试验代替标准击实试验确定轻量土最优含水率和最大干密度的方法是可行的,可为轻量土工程设计和施工提供参考。

二、发泡颗粒混合轻量土及其原位力学性质(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、发泡颗粒混合轻量土及其原位力学性质(论文提纲范文)

(1)挡土墙后EPS颗粒混合轻量土填料静止土压力特性模型试验研究(论文提纲范文)

1 引言
2 试验设计
    2.1 模型设计
        2.1.1 装置设计
        2.1.2 试验原材料
        2.1.3 填筑设计
    2.2 测点布置及测试
        2.2.1 竖向土压力和侧向土压力测试
        2.2.2 沉降变形测试
    2.3 试验方法
        2.3.1 填料制备方法
        2.3.2 加卸载方法
    2.4 试验方案
3 模型试验结果与分析
    3.1 土压力分析
        3.1.1 土压力随填土深度的变化
        3.1.2 土压力随加卸载时刻的变化
    3.2 静止土压力系数分析
    3.3 沉降变形特征分析
4 结论

(2)EPS颗粒混合轻量土动强度特性及离散元数值模拟研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 轻量土动变形特性研究现状
        1.2.2 轻量土动强度研究现状
        1.2.3 基于离散元的土体力学响应研究现状
    1.3 存在问题
    1.4 研究内容
    1.5 技术路线
第二章 试验内容与方法
    2.1 试验材料
    2.2 试样制备
    2.3 试验方案
        2.3.1 固结不排水剪切三轴试验方案
        2.3.2 动三轴试验方案
    2.4 本章小结
第三章 EPS颗粒混合轻量土固结不排水剪切三轴特性试验研究
    3.1 应力-应变-孔压特性
        3.1.1 试验结果
        3.1.2 结果与讨论
    3.2 抗剪强度指标
        3.2.1 莫尔圆与包络线
        3.2.2 抗剪强度参数变化规律
    3.3 破坏形态
    3.4 本章小结
第四章 循环荷载下EPS颗粒混合轻量土动强度标准试验研究
    4.1 强度标准
    4.2 试验结果与分析
        4.2.1 滞回曲线
        4.2.2 动应力时程曲线
        4.2.3 动应变时程曲线
        4.2.4 动孔压时程曲线
    4.3 强度标准讨论
        4.3.1 孔压标准
        4.3.2 极限平衡标准
        4.3.3 屈服标准
        4.3.4 应变标准
    4.4 本章小结
第五章 循环荷载下EPS颗粒混合轻量土动强度失稳过程离散元模拟研究
    5.1 EPS颗粒混合轻量土离散元数值模型及参数标定
        5.1.1 颗粒流数值模拟理论简介
        5.1.2 三轴伺服机制原理与实现
        5.1.3 轻量土动三轴离散元数值建模
        5.1.4 轻量土动三轴试验细观参数标定
    5.2 轻量土动应变累积过程发展规律
    5.3 EPS颗粒体积比对轻量土动强度失稳过程的影响规律
    5.4 围压对动强度失稳过程的影响规律
    5.5 振幅对动强度失稳过程的影响规律
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历

(3)EPS颗粒混合轻量土主动土压力特性试验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 轻量土研究现状
        1.2.2 挡土墙土压力研究现状
    1.3 存在问题
    1.4 研究内容
    1.5 技术路线
第二章 EPS颗粒混合轻量土的试样制备与试验方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验仪器
    2.3 土压力盒系数标定
    2.4 试验方案及试验方法
        2.4.1 挡土墙模型试验
        2.4.2 直剪试验
    2.5 本章小结
第三章 EPS颗粒混合轻量土中挡土墙静止土压力特性研究
    3.1 挡土墙静止时竖向土压力随填土深度的变化规律
    3.2 挡土墙静止时侧向土压力随填土深度的变化规律
    3.3 挡土墙静止时侧向土压力系数随填土深度的变化规律
    3.4 本章小结
第四章 EPS颗粒混合轻量土中挡土墙主动土压力特性研究
    4.1 挡土墙位移模式随位移量的变化规律
    4.2 挡土墙移动时侧向土压力随填土深度的变化规律
    4.3 挡土墙移动时竖向土压力随填土深度的变化规律
    4.4 挡土墙移动时侧向土压力系数随填土深度的变化规律
    4.5 本章小结
第五章 EPS颗粒混合轻量土主动土压力计算公式研究
    5.1 抗剪强度特性分析
    5.2 传统主动土压力理论分析
    5.3 轻量土主动土压力计算公式修正
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(4)EPS颗粒混合轻量土动力变形特性离散元数值模拟(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 EPS颗粒混合轻量土静动力特性的研究现状
        1.2.2 离散元方法在研究土体力学特性方面的应用现状
    1.3 存在问题
    1.4 研究内容
    1.5 技术路线
第二章 EPS颗粒混合轻量土动力变形特性试验研究
    2.1 试验材料
    2.2 试验方案
    2.3 仪器介绍
        2.3.1 试验仪器介绍
        2.3.2 仪器主要参数
    2.4 试样制备与试验内容
    2.5 试验结果与分析
        2.5.1 EPS颗粒粒径对轻量土动力变形特性的影响规律
        2.5.2 EPS颗粒体积比对轻量土动力变形特性的影响规律
    2.6 本章小结
第三章 EPS颗粒混合轻量土动三轴试验数值建模
    3.1 离散元简介
    3.2 基本力学理论
        3.2.1 力-位移定律
        3.2.2 运动定律
    3.3 接触模型
        3.3.1 接触刚度模型
        3.3.2 滑动模型
        3.3.3 黏结模型
    3.4 轻量土动三轴试验数值建模
        3.4.1 建立三轴约束环境
        3.4.2 数值试样的生成
        3.4.3 轻量土三轴试验的伺服机制
        3.4.4 数值试样的固结
        3.4.5 数值试样的轴向加载
    3.5 细观参数灵敏度分析
        3.5.1 摩擦系数
        3.5.2 刚度比
        3.5.3 接触黏结强度
    3.6 模拟结果与试验结果的对比
    3.7 本章小结
第四章 EPS颗粒混合轻量土动力特性细观机理分析
    4.1 EPS颗粒粒径对轻量土动力变形特性的细观影响
        4.1.1 不同振级加卸载下应力场、速度场和位移场的分布规律
        4.1.2 同一振级加卸载下应力场、速度场和位移场的分布规律
    4.2 EPS颗粒体积比对轻量土动力变形特性的细观影响
        4.2.1 不同振级加卸载下应力场、速度场和位移场的分布规律
        4.2.2 同一振级加卸载下应力场、速度场和位移场的分布规律
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历

(5)EPS颗粒混合轻量土动力变形特性离散元分析(论文提纲范文)

1 轻量土室内动三轴试验
    1.1 试验材料
    1.2 试样制备
    1.3 试验方案
    1.4 试验结果
2 轻量土动三轴试验数值建模
    2.1 力学原理
    2.2 建立模型
3 细观参数分析
    3.1 摩擦系数
    3.2 刚度比
    3.3 接触粘结强度
4 宏观响应与细观机理分析
    4.1 数值模拟结果与室内试验结果的对比
    4.2 接触力
    4.3 位移场
5 结论

(6)EPS颗粒混合轻量土静止土压力特性试验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 研究依据
        1.2.1 理论依据
        1.2.2 技术依据
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 常规土静止土压力特性研究现状
        1.3.2 轻量土静力动力特性研究现状
        1.3.3 轻量土土压力特性研究现状
    1.4 存在问题
    1.5 研究内容
    1.6 技术路线
第二章 EPS颗粒混合轻量土的试样制备与试验方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验方案及试验方法
        2.2.1 静止土压力系数试验
        2.2.2 直剪试验
        2.2.3 挡土墙模型试验
    2.3 试样制备
    2.4 试验仪器
    2.5 本章小结
第三章 EPS颗粒混合轻量土击实特性试验研究
    3.1 击实试验类型对干密度的影响
    3.2 击实试验类型对湿密度的影响
    3.3 击实试验类型对EPS颗粒体积压缩率的影响
    3.4 不同击实试验类型下的试验结果与讨论
    3.5 本章小结
第四章 EPS颗粒混合轻量土静止土压力系数室内试验研究
    4.1 直剪试验结果与分析
        4.1.1 抗剪强度包线
        4.1.2 抗剪强度指标
    4.2 静止土压力系数试验结果与分析
        4.2.1 竖向应力对静止土压力系数的影响
        4.2.2 EPS颗粒体积比对静止土压力系数的影响
        4.2.3 水泥掺量对静止土压力系数的影响
    4.3 本章小结
第五章 EPS颗粒混合轻量土静止土压力特性室外模型试验研究
    5.1 土压力盒标定
    5.2 模型试验结果与分析
        5.2.1 土压力变化规律分析
        5.2.2 静止土压力系数变化规律分析
        5.2.3 竖向沉降量变化规律分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历

(7)动荷载下EPS颗粒混合轻量土骨干曲线的本构模型试验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 常规土体的动变形特性及本构模型研究现状
        1.2.2 轻量土的动变形特性及本构模型研究现状
    1.3 存在问题
    1.4 研究内容
    1.5 技术路线
第二章 试验内容及方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验方案
        2.2.1 动三轴试验方案
        2.2.2 动三轴验证试验方案
        2.2.3 无侧限压缩试验方案
    2.3 试样制备与试验内容
第三章 动荷载下EPS颗粒混合轻量土动力变形特性试验研究
    3.1 轻量土动剪应力-剪应变变化规律
    3.2 轻量土的动剪切模量特性
        3.2.1 轻量土的动剪切模量变化规律
        3.2.2 轻量土最大动剪切模量的影响因素
        3.2.3 建立轻量土最大动剪切模量Gmax公式
    3.3 轻量土阻尼比特性
        3.3.1 轻量土的阻尼比变化规律
        3.3.2 轻量土最大阻尼比的影响因素
        3.3.3 建立轻量土最大阻尼比λmax公式
    3.4 本章小结
第四章 动荷载下EPS颗粒混合轻量土骨干曲线的本构模型研究
    4.1 基于Hardin-Drnevich模型的轻量土骨干曲线本构模型研究
        4.1.1 Hardin-Drnevich模型及模型参数变化规律
        4.1.2 修正Hardin-Drnevich模型及模型参数确定方法
        4.1.3 修正Hardin-Drnevich模型参数表达式的验证
    4.2 基于Ramberg-Osgood模型的轻量土骨干曲线本构模型研究
        4.2.1 Ramberg-Osgood动力本构模型分析
        4.2.2 Ramberg-Osgood模型模型参数分析
        4.2.3 Ramberg-Osgood模型验证
    4.3 基于Davidenkov模型的轻量土骨干曲线本构模型研究
        4.3.1 Davidenkov动力本构模型分析及模型修正
        4.3.2 Davidenkov模型的计算曲线回归分析
        4.3.3 Davidenkov模型验证
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(8)不同酸碱环境下EPS颗粒混合轻量土的耐久性研究(论文提纲范文)

1 试验材料和方法
    1.1 试验材料
    1.2 试样制备
    1.3 试验方案
2 试验结果与分析
    2.1 应力应变关系
    2.2 无侧限抗压强度
    2.3 密度
3 结语

(9)沙漠砂EPS混凝土的流变特性及其本构模型研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 研究意义
    1.3 国内外相关研究现状
        1.3.1 沙漠砂研究现状
        1.3.2 EPS混凝土研究现状
    1.4 研究内容
第二章 沙漠砂EPS混凝土的制备
    2.1 原材料
    2.2 沙漠砂微观结构分析
    2.3 制备过程所用仪器及主要型号
    2.4 配比
    2.5 沙漠砂EPS混凝土试块的制备
第三章 沙漠砂EPS混凝土应力-应变全曲线及其本构模型
    3.1 引言
    3.2 单轴压缩试验
        3.2.1 试验方案
        3.2.2 单轴抗压强度与割线模量E_(50)
        3.2.3 沙漠砂EPS混凝土应力-应变全曲线
    3.3 沙漠砂EPS混凝土单轴压缩本构模型
        3.3.1 常用混凝土单轴压缩本构模型
        3.3.2 试验曲线与混凝土单轴压缩本构模型对比
        3.3.3 沙漠砂EPS混凝土本构模型
        3.3.4 试验曲线与沙漠砂EPS混凝土本构模型对比
    3.4 本章小节
第四章 沙漠砂EPS混凝土的蠕变特性及其本构模型
    4.1 引言
    4.2 试验方案
    4.3 试验结果
    4.4 试块非承压面破坏形态
    4.5 等时应力-应变曲线
    4.6 流变力学模型研究
        4.6.1 常用经典粘弹性力学模型
        4.6.2 沙漠砂EPS混凝土蠕变本构模型
    4.7 蠕变参数辨识
        4.7.1 常用岩土流变力学参数辨识方法
        4.7.2 沙漠砂EPS混凝土蠕变力学参数辨识
    4.8 本章小结
第五章 沙漠砂EPS混凝土的应力松弛特性及其本构模型
    5.1 引言
    5.2 试验方案
    5.3 试验结果
    5.4 沙漠砂EPS混凝土应力松弛规律
    5.5 沙漠砂EPS混凝土应力松弛本构模型
        5.5.1 模型选取
        5.5.2 参数辨识结果
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
承担科研任务及发表论文情况
致谢
个人简历
附件

四、发泡颗粒混合轻量土及其原位力学性质(论文参考文献)

  • [1]挡土墙后EPS颗粒混合轻量土填料静止土压力特性模型试验研究[J]. 侯天顺,杨凯旋. 岩土力学, 2021
  • [2]EPS颗粒混合轻量土动强度特性及离散元数值模拟研究[D]. 周玮. 西北农林科技大学, 2021(01)
  • [3]EPS颗粒混合轻量土主动土压力特性试验研究[D]. 张建成. 西北农林科技大学, 2021(01)
  • [4]EPS颗粒混合轻量土动力变形特性离散元数值模拟[D]. 兰鑫. 西北农林科技大学, 2020(03)
  • [5]EPS颗粒混合轻量土动力变形特性离散元分析[J]. 兰鑫,侯天顺,杨艳,张亚飞. 土木工程与管理学报, 2020(03)
  • [6]EPS颗粒混合轻量土静止土压力特性试验研究[D]. 杨凯旋. 西北农林科技大学, 2020(02)
  • [7]动荷载下EPS颗粒混合轻量土骨干曲线的本构模型试验研究[D]. 崔奕翔. 西北农林科技大学, 2020(02)
  • [8]不同酸碱环境下EPS颗粒混合轻量土的耐久性研究[J]. 廖智威,侯天顺,闫亚廷,娄哲瀚,朱旭,王昱. 公路, 2019(12)
  • [9]沙漠砂EPS混凝土的流变特性及其本构模型研究[D]. 牛晟. 北方民族大学, 2020(04)
  • [10]击实试验类型对EPS颗粒轻量土击实特性的影响规律[J]. 杨凯旋,侯天顺. 岩土力学, 2020(06)

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泡沫颗粒混合轻质土及其原位力学性能
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