废旧轮胎颗粒与淤泥质软土混合土的力学特性研究

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青岛正大力推进西海岸建设,西海岸吹填土多为海底淤泥质软土,将疏浚出来的淤泥质软土用于围海造陆的方法可缓解土地资源紧张。淤泥质软土具有渗透性低、压缩性高、强度低以及触变性等不良工程特性,必须进行地基处理后才能作为建筑地基使用。另外,近年来我国汽车工业飞速发展,汽车数量激增,大量废旧轮胎随之而来,如何合理的处置废弃轮胎,已成为了当前的热点问题。以此为工程背景,在吹填工程中掺入适量废旧轮胎颗粒,能够加速吹填土排水固结、减轻土体自重,提高承载力,具有重要的工程意义。本文研究了废旧轮胎颗粒对淤泥质软土物理力学特性的影响,可供工程设计与参考,主要研究结果如下:  (1)废旧轮胎颗粒为加工成的等锥度橡胶颗粒,其颗粒级配不良;比重为1.15略高于水;吸水率很低,试验中可以忽略。  (2)对黏性土进行渗透试验前应对变水头管的横截面面积进行校订以减小渗透系数的测量误差;为降低变水头管内水分蒸发对渗透系数的影响,记录水头高度变化的时间间隔宜小于150 min;试验时变水头管内起始水头的高度宜设置在100 cm。  (3)各掺量混合土均表现出与纯淤泥质软土类似的压实规律;混合土的最大干密度与最优含水率随废旧轮胎颗粒掺量的增加均降低。  (4)随颗粒掺量的增加,混合土的压缩模量减小、压缩系数增大、可恢复性强,在低应力下掺量为30%时变形最小,在高应力下40%掺量的变形最小。  (5)竖压、掺量、试样的密实度是影响抗剪强度的主要因素;纯淤泥质软土与各掺量混合土试样均表现出应变硬化规律;废旧轮胎颗粒的最优掺量是30%和40%;在低掺量下,添加大粒径橡胶颗粒提高土体抗剪强度明显;在中掺量下,当竖向压力低于160kPa时添加小粒径颗粒效果好,而当竖压大于160kPa时,添加大粒径颗粒效果好;在高掺量下,添加小粒径橡胶颗粒提高抗剪强度明显。  (6)将压缩试验、剪切试验得出的参数应用到抗压强度数值模拟中,得到的应力-应变关系曲线与试验得出的曲线形式相似,均呈现为应变硬化,但模拟抗压强度值均大于试验测得值。
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