废旧轮胎颗粒改良砂土路基动力特性研究

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文档主要内容

废旧轮胎颗粒改良砂土路基动力特性研究——论文解析

文档类型：学术研究论文。
适用人群：土木工程、路基工程、环境工程领域的研究人员、工程师及相关专业学生。
可解决的实际问题：为废旧轮胎颗粒在砂土路基改良中的应用提供动力特性数据支撑，帮助工程人员评估不同粒径、掺量及围压条件下混合砂的抗液化性能、弹性模量、阻尼比及累积塑性应变变化规律，从而优化路基设计，减少砂土用量并提升循环荷载下的稳定性。

本文以工厂回收的废旧轮胎颗粒与标准砂为原材料，通过室内动三轴试验系统研究了循环荷载作用下橡胶颗粒混合砂的动孔隙水压力、动弹性模量、阻尼比和累积塑性应变变化规律，并结合Go软件模拟验证，为工程实践提供理论参考。核心结论如下：

动孔隙水压力增长呈现三阶段特征：快速增长阶段、匀速增长阶段和稳定阶段。掺入大粒径橡胶颗粒后，砂粒间孔隙变大，渗透系数增大，孔隙水压力更易消散，因此试样的抗液化性能显著增强；而小粒径橡胶颗粒则因渗透系数减小、孔隙水压力不易消散，导致抗液化性能较弱。此外，较大的围压和固结应力比会减小孔隙，从而增强试样在动荷载下的抗液化能力。

橡胶颗粒掺量达到30%时，试样受力骨架发生根本改变：此时橡胶颗粒占据主导作用，试样失去砂土的应力状态结构，在循环荷载作用下液化现象很难产生。但高掺量做法在实际工程施工中并不符合条件，需谨慎采用。

动弹性模量与阻尼比的变化规律：所有橡胶砂试样的动弹性模量均小于纯砂试样，而阻尼比均大于纯砂试样。橡胶颗粒的掺入减小了土体剪切刚度，发挥抗震减震优势；同时因其弹性产生的吸能效应，使土体在循环荷载作用下滞后性增强，从而阻尼比增大。

累积塑性应变与粒径密切相关：在相同振次和频率的交通荷载作用下，掺入1.5mm粒径橡胶颗粒的试样在三种固结围压下的累积塑性应变均小于纯砂试样，而掺入2.5mm粒径的试样则均大于纯砂试样。这表明适当粒径的橡胶颗粒可在一定程度上减少土体在交通荷载下的沉降。通过Go软件进行路基建模分析，验证了动三轴试验的结论。

关键词：废旧轮胎颗粒、抗液化性能、动力特性、滞回曲线。