废旧轮胎加筋路基的力学特性研究.pdf
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1、Aug.2023年8 月Shanxi Science&Technology of TransportationNo.4第4 期(总第2 8 3 期)山西交通科技废旧轮胎加筋路基的力学特性研究郭锐(山西交控汾石高速公路有限公司,山西吕梁032300)摘要:我国是汽车工业大国,废旧轮胎产量巨大,常规的存放及处置方法占用土地且污染环境,极大地危害环境卫生安全;同时,废旧轮胎具有自重小、弹性好等优点,是一种良好的土木工程材料,但目前的研究仍不充分。通过应用FLAC3D有限差分软件,建立废旧轮胎加筋路基的数值模型,分析其在竖向均布荷载作用下,不同填土性质、加筋形式等对废旧轮胎加筋路基力学性能的影响。数值
2、模拟结果表明,废旧轮胎加筋能够提高路基承载能力,减小沉降。关键词:废旧轮胎;加筋路基;力学性质;数值模拟;FLAC3D中图分类号:U463.341:U412.222文献标识码:A文章编号:10 0 6-3 52 8(2 0 2 3)0 4-0 0 3 7-0 3Analysis of Mechanical Characterade Reinforced with Waste TiresGUO Rui(Fenshi Branch of Shanxi Transportation Holdings Group Co.,Ltd.,Luliang,Shanxi 032300,China)Abstrac
3、t:China is a big country in the automobile industry with enormous production of waste tires.The traditional storage and disposal method of the waste tire occupies a lot of land and pollutes theenvironment,greatly threatening the environment and health safety.Also,the waste tire has advantages suchas
4、 being lightweight and having good elasticity,which can be a good material for civil engineering but withstill insufficient research.In this paper,the FLAC 3D finite difference software was used to establish thenumerical model of the subgrade reinforced with the waste tire.The influence of the diffe
5、rent fllingproperties,reinforcement forms,and other aspects on the mechanical characteristics of the subgrade underthe vertical uniform load.The numerical simulation results showed that the waste tire reinforcement canimprove the bearing capacity of the subgrade and reduce the settlement.Key words:w
6、aste tire;reinforced subgrade;mechanical characteristics;numerical simulation;FLAC 3D0引言废旧轮胎难以降解,直接填埋需要占用大量土地,同时还会带来巨大的环境污染。为了减小废旧轮胎对环境的压力,许多学者已经将废旧轮胎运用到边坡防护、地基填料和挡土墙等工程的修建中2-6 。废旧轮胎质量轻、弹性好,是良好的土木工程材料。在工程领域,直接将废旧的整个轮胎内部加填料用于地基加固、边坡防护及挡墙等工程中,具有较为广阔的发展应用前景7-8 。但目前对于废旧轮胎在工程中应用的研究仍不充分,相关基础理论研究欠缺,更没有合适的标
7、准和规范可以参照,不足以支撑其在工程中的大规模运用,因此需要进行废旧加筋路基相关的试验研究,为其在工程中的应用提供参考。1数值模型1.1建立计算模型为了研究轮胎在土体内的力学响应,建立直径2 m、高1.5m的实体圆柱体模型模拟土体,划分单元网格如图1所示,土体采用邓肯-张本构模型,土体参数见表1。废旧轮胎规格:直径6 0 cm,宽(高)2 0 cm,模型中的废旧轮胎材料采用FLAC3D中内置的衬砌结构单元(liner)来进行模拟,如图2 所示。衬砌结构单元具有两个界面,可以反映轮胎外部土体和轮胎内部土体与收稿日期:2 0 2 3-0 2-2 4;修回日期:2 0 2 3-0 3-14作者简介:
8、郭锐(19 8 6 一),男,山西大同人,高级工程师,工程硕士,2 0 0 8 年毕业于长安大学道路桥梁与渡河工程专业。38山西交通科技2023年第4 期轮胎的相互作用。本文对于废旧轮胎的模拟就采用内外不同的摩擦角、筋土黏聚力等材料特性,反映轮胎内外与土的不同相互作用。废旧轮胎加筋材料参数采用表2 中的材料参数。图1FLAC3D土体模型图表1模型土体材料参数土体性质密度/摩擦角/剪胀角/KR,KKM.(kgm)()松散砂土17073222000.81600800.27密实砂土182039114800.815801880.27图2轮胎模型示意图表2废旧轮胎加筋材料参数弹性模量/法向刚度/切向刚度
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