考虑温度效应的加筋RAP挡墙填料的蠕变特性研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chaoyuemengxiang2009
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固体废弃物的工程应用是当前环境岩土工程领域研究的重点和热点之一,符合我国对固废资源化的战略需求。针对我国废旧沥青路面体量庞大,利用率低和利用面窄的现状,本文通过将废旧沥青路面材料铣刨、筛分,获得可回收沥青路面材料(Recycled Asphalt Pavement,简称RAP),代替砂石作为加筋挡墙填料使用,以促进废旧沥青路面材料多元化、精细化、高效化的再生利用。但由于RAP材料中含有沥青成分,易使其强度、蠕变特性受应力和环境温度等因素影响,设计中若考虑不足将会造成一定的安全隐患。为此,开展一系列考虑应力、温度等因素的室内试验,包含加筋RAP挡墙填料的界面直剪和直剪蠕变试验,探讨应力和试验温度因素对加筋RAP挡墙填料强度、蠕变特性的影响规律和作用机制,并基于试验结果和理论分析建立了考虑温度影响的加筋RAP挡墙填料的蠕变本构模型,为加筋RAP填料的相关挡墙工程提供理论依据和设计参考。主要研究工作与结论总结如下:(1)开展不同试验温度等因素影响的未加筋和加筋RAP试样界面直剪试验,结果表明:添加土工格栅能有效地限制RAP试样的变形,提升其界面抗剪强度;试验温度越低,加筋RAP试样的最大抗剪强度Tmax越大;加筋RAP试样的黏聚力c和内摩擦角φ均会随试验温度的升高而减小;对比传统加筋砂石填料的内摩擦角φ,发现加筋RAP填料亦满足岩土工程应用中作为建筑材料的抗剪强度要求,强度上完全可以替代传统砂石填料用作加筋挡墙填料施工。(2)采用改进的温控应力控制式直剪蠕变仪开展加筋RAP试样在不同应力和试验温度下的直剪蠕变试验,探究剪应力水平D对加筋RAP填料蠕变特性的影响规律和作用机制。试验结果表明:在相同工况下,加筋RAP试样同一蠕变时刻的剪应变ε和剪应变率ε均会随剪应力水平D的增加而增加。无论处于何种试验温度,当剪应力水平D≤0.8时,加筋RAP试样均未发生蠕变破坏,因此,考虑加筋RAP挡墙填料的蠕变特性,安全起见,建议在实际工程的设计计算中将加筋RAP挡墙填料的强度折减20%,以减小发生蠕变破坏的可能性。(3)通过开展不同试验温度下加筋RAP试样的直剪蠕变试验,探讨试验温度变化对加筋RAP挡墙填料蠕变特性的影响规律及作用机理。试验结果表明:在相同的应力条件下,随着试验温度的升高,加筋RAP试样在同一时刻的剪应变ε和剪应变率ε会随之增大,亦越容易发生蠕变破坏。因此,建议在实际工程中选定温度较高的时节(比如夏季)进行加筋RAP挡墙填料的施工,以期减小运营前期潜在的蠕变变形。(4)通过开展加筋RAP填料的直剪蠕变试验,获得的lgε-lgt曲线呈现良好的线性关系,符合经典的Singh&Mitchell三参数蠕变模型,探讨了试验温度对模型参数A、α和m的影响。结果表明:随着试验温度的升高,模型参数A、α和m均逐步增加并可定量表示,依此建立了考虑温度影响的加筋RAP挡墙填料蠕变本构模型。通过对比模型计算值与实测值,验证了该模型预测的有效性。
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