【摘 要】
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随着我国交通运输业和现代工业的快速发展,汽车产量呈现快速增长趋势,随之而来的是废旧轮胎数量逐年递增。废旧轮胎大量堆积,大多数废旧轮胎都是被放置在堆场和垃圾填埋场,最终通过燃烧处理,不仅占用大量土地资源还造成严重的环境污染问题。另一方面,在我国沿海地区广泛分布着软弱黏性土,具有天然含水量大、孔隙比高、压缩性高、强度低等特点,常常需要进行软黏土地基加固处理。本文提出将废旧轮胎颗粒用于改性软黏土,通过在
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随着我国交通运输业和现代工业的快速发展,汽车产量呈现快速增长趋势,随之而来的是废旧轮胎数量逐年递增。废旧轮胎大量堆积,大多数废旧轮胎都是被放置在堆场和垃圾填埋场,最终通过燃烧处理,不仅占用大量土地资源还造成严重的环境污染问题。另一方面,在我国沿海地区广泛分布着软弱黏性土,具有天然含水量大、孔隙比高、压缩性高、强度低等特点,常常需要进行软黏土地基加固处理。本文提出将废旧轮胎颗粒用于改性软黏土,通过在软黏土中掺入不同粒径、不同掺量的废旧轮胎颗粒,开展了一系列压缩与强度试验,结合理论分析,对废旧轮胎颗粒改性软黏土的静力学特性开展研究,主要工作与结论如下:(1)通过从连云港地区获取典型的软黏土试样,进行常规室内土工试验,获得了其基本物理性质参数(液塑限、相对密度、颗分曲线等);采用X射线衍射仪开展了XRD试验,获得了其矿物成分;通过选取不同粒径范围(<0.5mm、0.5-2mm、2-4mm)的废旧轮胎颗粒,与软黏土重塑土样进行混合制备不同掺量(15%、35%、50%)的废旧轮胎颗粒改性软黏土的试样,并制定了详细的不同粒径范围、不同掺量工况下的混合试样的一维压缩试验和直剪试验方案;采用SEM扫描电镜试验获取其微观结构形态特征。(2)对不同工况下的混合试样开展了一维压缩试验,探讨不同掺量、不同粒径对软黏土压缩特性的影响规律和作用机制。结果表明:废旧轮胎颗粒掺量、粒径均会对软黏土的压缩特性起到了不同程度的改良效果。相同颗粒粒径下,高掺量的试样的压缩性低于低掺量的试样,压缩指数Cc随颗粒掺量的增大而减小,且均小于纯土试样;回弹指数Cs颗粒掺量的增大而增大,且均大于纯土试样;固结系数Cv颗粒掺量的增大而增大。相同颗粒掺量下,随着颗粒粒径范围的增加,试样的压缩性有轻微减小的趋势,其压缩曲线比较接近,表明轮胎颗粒粒径范围对土样的压缩特性影响较小;此外,不同粒径范围的试样的压缩指数Cc均大于纯土试样,且压缩指数Cc随颗粒粒径范围的增大而呈现减小的趋势;回弹指数Cs颗粒粒径范围的增大而增大;固结系数Cv随着轮胎颗粒粒径范围增加而增大。(3)对不同工况下的混合试样开展了系列直剪试验,探讨不同掺量、不同粒径对软黏土抗剪强度特性的影响规律和作用机制。结果表明:掺加不同粒径、不同掺量的轮胎颗粒均会对软黏土的强度造成不同程度的改良,总体趋势是掺量越多,且粒径越大的混合土样强度越高。相同掺量下,大粒径的土样剪应力曲线基本都在小粒径土样的上方,抗剪强度值τf随着粒径的增大而增加,粘聚力c和内摩擦角φ也随着粒径的增大而增加。掺入相同粒径的轮胎颗粒下,混合土样的剪应力随着应变增加呈抛物线型增大,出现应变硬化现象,且掺量越多,剪应力值越大,相同压力下,抗剪强度τf随着掺量的增加线性增大,粘聚力c随着掺量增加而增大,内摩擦角φ则呈微弱衰减趋势。因此,在实际工程中要综合考虑掺量和粒径对软黏土强度特性的影响,定量评价两者对软黏土强度的影响。
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