【摘 要】
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为增强废旧橡胶在生态环境可持续发展中的利用率,分析橡胶混凝土在道路工程中的应用可行性,本文研究了橡胶混凝土在循环载荷下的内部损伤特性。将粒径为0.85mm、1-3mm、3-6mm的橡胶颗粒以胶凝材料质量的10%等体积取代砂掺入混凝土材料中,对这三组橡胶混凝土及一组普通混凝土进行损伤特性分析,得出掺入橡胶颗粒的最佳粒径。重点研究了橡胶混凝土(RC)在循环载荷下的力学性能和损伤特性,包括不同配比受荷后
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为增强废旧橡胶在生态环境可持续发展中的利用率,分析橡胶混凝土在道路工程中的应用可行性,本文研究了橡胶混凝土在循环载荷下的内部损伤特性。将粒径为0.85mm、1-3mm、3-6mm的橡胶颗粒以胶凝材料质量的10%等体积取代砂掺入混凝土材料中,对这三组橡胶混凝土及一组普通混凝土进行损伤特性分析,得出掺入橡胶颗粒的最佳粒径。重点研究了橡胶混凝土(RC)在循环载荷下的力学性能和损伤特性,包括不同配比受荷后的表面形貌及受荷破坏过程,并根据应力-应变曲线、峰值应变、残余应变及弹性模量分析橡胶颗粒替代率对RC试件力学性能的影响,并用能量耗散法分析混凝土材料在循环载荷过程中的损伤情况。结果表明,随掺入颗粒粒径的增大,RC的峰值应变和残余应变随之增大,弹性模量随之减小,故掺入小粒径的橡胶颗粒具有较好的力学性能。以能量耗散法计算损伤变量能准确预测材料的损伤过程和循环过程中的损伤特性;RC经受第一次循环后产生较大损伤,随循环次数增大,混凝土材料的损伤变量增加缓慢。说明等幅循环载荷对RC每个循环过程造成的损伤近乎一致。因普通混凝土(OC)在循环过程中前期较橡胶混凝土有更好的力学性能且第一次循环中未出现较大损伤变量,为更鲜明对比OC及RC的综合性能,本文利用功效系数法进行综合评价,结果为RC-1>OC>RC-2>RC-3,故最优掺入粒径为0.85mm。混凝土材料受循环载荷损伤的过程是内部原有裂纹扩展及新裂纹产生、增长的过程,有研究表明混凝土裂纹扩展至损伤破坏服从Weibull分布,因此本文以此为基础对循环载荷下橡胶混凝土材料的损伤本构模型进行分析,且就试验结果对提出的损伤本构方程进行验证。通过试验数据对本构模型参数的拟合,得到拟合参数的变化规律,将理论与试验相结合,进一步验证损伤本构方程的正确性,并得出掺入橡胶颗粒的最佳粒径为0.85mm。最后通过扫描电镜(SEM)的手段令循环载荷对橡胶混凝土内部造成的损伤得到直观表现,从微观角度得到掺入橡胶颗粒的最佳粒径为0.85mm,与损伤本构模型得出的结论相符,为橡胶混凝土在实际道路工程中的应用提供参考价值。图38表19
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