EPS颗粒混合轻质土加载-卸载应力应变特性分析

为研究反复加载-卸载条件下EPS颗粒混合轻质土的应力应变特性,分析了EPS颗粒混合轻质土在反复加载-卸载条件下应力应变曲线随围压、水泥掺入比、土质的变化规律,并比较了反复加载-卸载条件下和单调加载条件下的应力应变曲线。结果表明,EPS颗粒混合轻质土反复加载-卸载条件下的应力应变曲线的包络线呈硬化型;EPS颗粒混合轻质土在反复加载-卸载条件下的强度随着围压和水泥掺入比的增大而增大;在相同条件下,砂土EPS颗粒混合轻质土的强度比淤泥质土EPS颗粒混合轻质土的强度高;当围压较低时,砂土EPS颗粒混合轻质土的反复加载-卸载应力应变曲线失去记忆性,高于单调加载的应力应变曲线,体现了EPS颗粒混合轻质土的卸载体缩的性质,而当围压较高时,记忆性恢复,不同配比及围压下淤泥质土EPS颗粒混合轻质土在反复加载-卸载下的应力应变曲线基本上都具有记忆性,并且当反复加载-卸载次数较大时出现疲劳现象。     

黏土与EPS颗粒混合轻质土的动力变形特性试验研究

通过室内动三轴试验研究了黏土与EPS颗粒混合轻质土(LCES)在动荷载作用下的变形特性,着重分析了围压、水泥含量和EPS掺入比的影响。结果表明:LCES的动应力应变关系符合双曲线关系;在相同的动应力作用下,LCES产生的应变随着围压和水泥含量的增大而减小;在动应变相同的情况下,随着围压和水泥含量的增大,LCES的割线动弹性模量Esec增大而阻尼比λ减小;EPS掺入比对LCES的动力变形特性的影响相对较小,不同EPS掺入比的σd–εd曲线、Esec–εd曲线和λ–εd曲线都发生了相交,交点前后EPS掺入比的大小对LCES变形特性的影响趋势是截然相反的,交点处的动应变值εint一般在0.5%～3.0%范围内,其大小与LCES的配比以及围压有关。     

黏土与EPS颗粒混合轻质土的动强度特性 试验研究

 通过一系列的室内动三轴试验研究黏土与EPS颗粒混合轻质土(LCES)的动强度特性。首先确定压应变达到5%是适合LCES的动力破坏标准，然后着重研究围压、水泥含量和EPS掺入比对LCES动强度特性的影响。试验结果表明，随着围压和水泥含量的增大，LCES的动强度增大，但围压对LCES动强度的影响程度随着水泥含量的增大而逐渐减小；随着EPS掺入比的增大，LCES的动强度先增大后减小，所以对于LCES的动强度来说，可能存在一个最佳EPS掺入比。水泥和EPS颗粒的掺入对LCES的动强度指标cd的提高贡献相当大，而对jd的提高作用相对较小。LCES动强度曲线td-Nf符合乘幂函数关系，在综合考虑围压、水泥含量和EPS掺入比的基础上，将LCES的动强度曲线进行较好的归一化，并得到LCES的动强度公式。     

聚苯乙烯轻质混合土应力-应变特性分析

根据聚苯乙烯轻质混合土单轴应力-应变曲线和三轴应力-应变曲线的形态 ,得出水泥掺入比、密度、含水率、龄期等对聚苯乙烯轻质混合土变形特性有不同程度的影响 ;在围压作用下 ,曲线类型为应变硬化型 ,围压不同 ,主应力差大小不同。基于试验结果 ,得出聚苯乙烯轻质混合土单轴应力应变关系符合双曲线模型 ,三轴应力应变关系符合弹性 -线性强化模型 ,并对应力应变曲线进行拟合。     

橡胶-粉土轻质混合土击实及动变形特性研究

将废弃橡胶轮胎颗粒与粉土混合制成轻质混合土,并对其进行击实试验和动三轴试验,基于Davidenkov方程建立了混合土的动弹性模量比-应变本构方程,同时根据经验关系建立了混合土的阻尼比-应变本构方程.结果表明:掺入橡胶颗粒显著减小了橡胶-粉土轻质混合土的最大干密度和最优含水率;当围压相同时,橡胶颗粒掺量越高,混合土的最大动弹性模量越低,动弹性模量比衰减越快;掺入橡胶颗粒显著增大了粉土的阻尼比,当围压相同时,橡胶颗粒掺量越高,混合土的阻尼比越大.     

基于精细化数值模拟的EPS轻质土宏细观变形机理研究

EPS轻质土是双固相组分（水泥土与EPS颗粒）、具有特殊细观结构的混合土。当前对其宏观力学特性研究较多，而对细观力学响应规律研究甚少。为此，分别在Mohr-Coulomb模型和Drucker-Prager模型框架内，基于水泥土和EPS材料试验结果规律总结，发展了二者的简单实用本构模型；基于水泥土和EPS材料界面剪切试验，总结了界面剪切硬化/软化规律；对EPS轻质土三轴剪切试验进行精细化数值模拟，再现了EPS轻质土宏观应力-应变响应规律和试样变形模式。基于精细化模拟分析发现，EPS轻质土的整体剪切、局部鼓胀、整体均匀3种宏观变形模式是细观力学响应的结果，EPS颗粒与水泥土两种材料力学特性的差异引起试样内部应力、应变的非均匀分布，EPS颗粒的非均匀排列强化应力、应变非均匀分布程度，两种因素共同决定试样宏观变形的非均匀性。     

用粉煤灰替代偏高岭石制备土聚水泥的试验研究

本文主要研究了以粉煤灰替代偏高岭石作为主要原料制备的土聚水泥的微观形貌和单轴抗压力学性能。结果表明：与单用偏高岭石作原料制备的土聚水泥相比，用含有20％、80％、100％粉煤灰的原料制得的土聚水泥的受压破坏面的物相成分比较杂乱，且有球状粉煤灰颗粒和裂缝：用含有粉煤灰的原料得到的土聚水泥的各龄期强度均略低于不掺粉煤灰制备的试样的同龄期强度。此外，不同土聚水泥试样各龄期的单轴抗压应力-应变曲线形状基本相似，在单轴压应力作用下，从开始加载到试样破坏，应变随应力增大而小幅增大。各试样的最终应变均小于5％，具有明显的脆性性质。     

EPS颗粒混合轻量土动力变形特性离散元分析

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。     

早龄期补偿收缩钢纤维混凝土冲击压缩性能试验

采用HCSA膨胀剂(掺量8%)和钢纤维(体积掺量1.0%)制备补偿收缩钢纤维混凝土试样,利用直径为74 mm的分离式霍普金森压杆对3 d和7 d龄期混凝土试样进行冲击压缩性能试验,测试不同应变率下试样的应力-应变曲线及其破坏形态。试验结果表明:补偿收缩钢纤维混凝土的动态抗压强度随着龄期增长而增长,3 d龄期混凝土应力变化较小,应变增幅明显,是由于早龄期混凝土刚性小所致,试件破坏程度随应变率增大而加剧,水泥基体与钢纤维之间握裹力没有完全形成,造成钢纤维掺入对改善混凝土破坏程度不明显;7 d龄期混凝土动态抗压强度有所提升,应力峰值点凸显,达到峰值应力后,应力变化较快,呈现弹塑性变化特征,伴随水泥基体与钢纤维之间握裹力增大,试件破碎块度逐渐减小,钢纤维对改善混凝土冲击力学性能逐步凸显。     

短龄期再生混凝土三轴受压力学性能及其本构关系

为研究短龄期再生混凝土的三轴受压力学性能,以龄期和围压值为变量,设计了14个圆柱体再生混凝土试件进行三轴受压试验,观察其破坏形态,获取应力-应变曲线、峰值应力、峰值应变以及弹性模量等数据.基于试验数据分析了龄期和围压值对再生混凝土三轴受压力学性能的影响规律,建立了短龄期再生混凝土三轴受压的峰值应力、峰值应变和弹性模量的计算公式,并建立了再生混凝土三轴受压状态下的应力-应变本构方程.结果表明:短龄期再生混凝土的峰值应变、弹性模量受龄期影响较大,随着龄期的延长,峰值应变减小,而弹性模量却显著增大;围压值对再生混凝土的峰值应力、峰值应变和弹性模量均有显著影响.采用CEB-FIP(1990)规范中方法计算的再生混凝土三轴抗压强度值与实测值吻合较好.