论文部分内容阅读
聚苯乙烯泡沫（EPS）颗粒混合轻量土又称EPS颗粒混合轻量土,具有密度小、强度高、可塑性好、自立性优良、良好的隔振性和隔热性等优点。本文以黄土作为原料土,轻质材料采用EPS颗粒,采用水泥作为固化剂,制备EPS颗粒混合轻量土。采用无侧限抗压试验和室内动力三轴试验,系统地探讨了EPS颗粒混合轻量土的密度特性,无侧限抗压强度与变形特性,动力变形特性,主要内容包括:（1）首先采用密度试验和无侧限抗压试验来研究EPS颗粒混合轻量土的静力特性,主要研究水泥掺量、EPS颗粒掺量、养护龄期和含水率,对EPS颗粒混合轻量土的密度、无侧限抗压强度、脆性特征及刚度等特性的影响规律。试验结果表明:试验配制轻量土无侧限抗压强度范围为103.21359.0kPa,且随水泥掺量的增大呈指数增大的趋势,而随EPS颗粒体积比的增大呈线性减小的趋势。在大于最优含水率情况下,含水率越高,无侧限抗压强度越低,二者呈指数关系;而龄期的增长能够使得轻量土的无侧限抗压强度呈双曲线增大的趋势。EPS颗粒混合轻量土的应力应变关系曲线主要表现为应变软化型,含水率和EPS颗粒体积比的增大会使得轻量土的应力应变关系曲线逐渐向硬化型转化。水泥掺量和龄期的增大能够明显增强轻量土的脆性特征,增大刚度。而含水率和EPS颗粒体积比的增大则使得轻量土的延性特征增强,刚度减小。研究成果对实际工程应用具有参考价值。（2）采用动力三轴试验来研究EPS颗粒混合轻量土的动力变形特性。EPS颗粒混合轻量土的骨干曲线具有明显的双曲线特征,而EPS颗粒混合轻量土的Ed?d关系曲线则呈负幂函数衰减的特性,固结围压和水泥掺量的增大能够使得轻量土具有较高的动强度,且明显增强轻量土的初始压缩模量E0和前中期抵抗变形的能力,EPS颗粒掺量越大时具有相反的影响规律。而振动频率仅对振动中期（0.3%<?d≤2%）骨干曲线有影响,不能提高轻量土最终的动强度,且仅能增大振动中期试样抵抗变形的能力。由于轻量土成分复杂,应力状态也较为复杂,各因素对阻尼比λ的影响规律尚不够明确。模拟极限状态条件的抽真空操作对试样结构损伤比较大,未进行抽真空操作,EPS颗粒掺量为1.31%的试样仍旧具有较好的动力变形特性,而掺量为2.01%时,由于EPS颗粒掺量超过临界值,导致动力变形特性较差,建议工程中慎重使用。（3）EPS颗粒混合轻量土骨干曲线具有双曲线形式,通过分析Hardin-Drnevich模型,并从骨干曲线中提取模型参数:初始压缩模量0E,最大轴向动应力?y。固结围压、水泥掺量越大,模型参数0E、?y越大,混合土动强度和抵抗动力变形能力性质越优良,而EPS颗粒掺量越大时对本构模型参数存在相反的影响规律;振动频率的变化仅对0E有一定影响,只能在振动中期（0.3%<?d≤2%）提高混合土抵抗动力变形的能力,而不能提高土体动强度。采用不同应力状态下试验进行验证试验,比较试验骨干曲线实测值与内插法计算值,同应变幅值对应动应力差小于10kPa,说明Hardin-Drnevich模型能够用来描述EPS颗粒混合轻量土的骨干曲线。