摘要
随着社会的持续发展以及人口的不断增加。汽车工业、交通运输业和建筑行业不断推进的同时消耗着大量的自然资源,在此过程中伴随着大量建筑垃圾产生。建筑垃圾带来许多问题,如占用土地、污染环境等,而处理这类固体废弃物需要消耗大量人力物力,如何减少这类危害已成为社会发展中不容忽视的问题。 本文开展单调直剪试验、大型循环剪切试验、循环后剪切试验与数值模拟,并将实验结果与数值模拟结果进行对比分析。具体研究结果如下: (一)通过直剪试验与筛分实验,测定建筑垃圾混合土力学性能。结果表明:建筑垃圾混合土最佳含水率在9.5%左右,最大干密度约为1.92g/m3。建筑垃圾中大颗粒较多而细颗粒较少,砂土的加入可以增加土样细颗粒比例,改善建筑垃圾土的级配。 (二)建筑垃圾土在单调直剪试验与循环后单调直剪试验中均会发生明显的剪切软化,且土样在经过循环剪切后界面抗剪强度与残余强度均大于同等法向应力条件下的单调直剪试验的结果;土样在单调直剪过程中先剪胀后剪缩,而在循环后单调直剪试验中则发生明显的剪胀;在循环剪切过程中土样在两个方向上均会发生不同程度的剪切硬化,且随着法向应力与剪切幅值的增大其最大剪应力也不断增加,在循环剪切过程中土体整体会随着剪切过程而发生一定程度的剪缩;循环后的建筑垃圾加筋土试样抗剪强度明显增大,粘聚力与摩擦角都有所增加。 (三)对建筑垃圾土单调直剪试验、循环剪切试验与循环后剪切试验用PLAXIS软件进行模拟。模拟的曲线结果并没有发生剪切硬化,曲线在到达峰值点后发展较为平缓,残余剪应力比实际曲线更大,但拐点处峰值剪应力小于实际结果。且法向应力越大,模拟曲线峰值点与实际曲线峰值点越接近;土样整体呈明显的剪胀,且相同的剪切路径条件下到达曲线拐点所需的剪切位移比实际结果所需的剪切位移更小。经过循环剪切后的土体粘聚力与摩擦角相比单调直剪试验均有所增长,但与实际结果相比增加的幅度均大于实际结果。