岩土力学 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (4): 921-931.doi: 10.16285/j.rsm.2020.0838

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

轮胎衍生骨料级配碎石混合料应力−应变关系 大型三轴试验研究

陈晓斌1, 2，杨宁宇1，朱禹1，张俊麒1，乔世范1   

  1. 1. 中南大学 土木工程学院，湖南 长沙 410083；2. 中南大学 重载铁路工程结构教育部重点实验室，湖南 长沙 410075
  • 收稿日期:2020-06-27 修回日期:2020-10-16 出版日期:2021-04-12 发布日期:2021-04-25
  • 通讯作者: 杨宁宇，男，1997年生，硕士研究生，主要从事交通岩土工程方面的研究。E-mail: zndxyny@csu.edu.cn E-mail:chen_xiaobin@csu.edu.cn
  • 作者简介:陈晓斌，男，1978年生，博士，教授，主要从事交通岩土工程方面的科研与教学工作
  • 基金资助:
    科技研究开发计划重大课题（中国铁道科学研究院）；国家自然科学基金（No.51978674）

Investigation on stress-strain relationship of TDA-graded aggregate mixtures in large-scale triaxial test

CHEN Xiao-bin1, 2, YANG Ning-yu1, ZHU Yu1, ZHANG Jun-qi1, QIAO Shi-fan1   

  1. 1. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha, Hunan 410083, China; 2. Ministry of Education (MOE) Key Laboratory of Engineering Structures of Heavy Haul Railway, Central South University, Changsha, Hunan 410075, China
  • Received:2020-06-27 Revised:2020-10-16 Online:2021-04-12 Published:2021-04-25
  • Supported by:
    This work was supported by the Major Projects of Science and Technology Research and Development Program (China Academy of Railway Sciences) and the National Natural Science Foundation of China (51978674).

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摘要： 掌握轮胎衍生骨料（TDA）级配碎石混合料临界状态变化是TDA在道床中安全应用的重要前提，目前对此研究存在不足。通过大型静三轴试验，分析了3种围压、4种TDA体积含量的TDA级配碎石混合的应力?应变特性，研究了围压、TDA含量对TDA级配碎石混合料的临界状态变化影响。结果表明：当TDA体积掺量小于20%时，混合料的剪切特性为应变软化型；当TDA体积掺量大于20%时，混合料的剪切特性为应变硬化型。试验结果分析发现，TDA级配碎石混合料的临界状态线在 平面上为直线，并且临界状态参数与TDA体积含量呈现线性变化。因此，基于临界状态理论，通过构建临界状态参数和TDA含量的关系，推导了能够正确描述TDA级配碎石混合料的应力?应变特征和体积变形特征的预测公式。通过预测值与试验值之间的对比，证实了该公式的合理性。

关键词: 轮胎衍生骨料（TDA）, 级配碎石, 铁路道砟, 临界状态, 大型三轴试验

Abstract: the evolution of the critical state of TDA-graded aggregates is essential to safety for TDA application in railway roadbed, but the investigations on effects of TDA on the critical state are rare. This paper presents an experimental investigation on the stress strain relationship of TDA-graded aggregates through large scale triaxial apparatus by consolidation and drainage conditions. In total, 12 groups of specimens were carried out considering four volumetric TDA content and three confining pressures. The experimental results show that the shear properties of the TDA sub-ballast mixture are characterized as strain-softening when the TDA volume content is less than 20%, and show strain hardening when the TDA volume content is greater than 20%. And the critical state line (CSL) in space, and relationship between the TDA content and the values of parameters of CSL is linearity. In consequence, the strain-stress of TDA-graded aggregates based on the critical state line characteristics was predicted, and compared to the corresponding measured values with good agreement. It highlights the feasibility of the new formula for the TDA-graded aggregates. These experimental findings are helpful for modeling aggregates with TDA inclusion.

Key words: tire derived aggregate(TDA), graded aggregate, railway ballast, critical state, large-scale triaxial test

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[1] 杨志浩, 岳祖润, 冯怀平, 叶朝良, 周江涛, 介少龙, . 重载铁路基床表层级配碎石渗透特性试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 193-202.
[2] 杨志浩, 岳祖润, 冯怀平, 叶朝良, 马德良, . 级配碎石填料大三轴试验及累积塑性应变预测模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 2993-3002.
[3] 陈晓斌, 喻昭晟, 光, 张家生, 董亮, . 重载铁路基床表层级配碎石填料组构 系数应用与分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 3031-3040.
[4] 牛丽思, 张爱军, 王毓国, 任文渊, 赵佳敏, 赵庆玉, . 高易溶盐非饱和伊犁原状黄土的临界状态特性[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2647-2658.
[5] 张凌凯, 王睿, 张建民, 唐新军, . 考虑颗粒破碎效应的堆石料静动力本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2547-2554.
[6] 郭万里, 蔡正银, 武颖利, 黄英豪. 粗粒土的颗粒破碎耗能及剪胀方程研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4703-4710.
[7] 孙逸飞，沈 扬，刘汉龙,. 粗粒土的分数阶应变率及其与分形维度的关系[J]. , 2018, 39(S1): 297-302.
[8] 刘 洋，李 爽. 散粒介质临界状态细观力学结构特征的数值模拟与分析[J]. , 2018, 39(6): 2237-248.
[9] 孙逸飞，沈 扬. 基于分数阶微积分的粗粒料静动力边界面本构模型[J]. , 2018, 39(4): 1219-1226.
[10] 姜景山，程展林，左永振，丁红顺,. 干密度对粗粒料力学特性的影响[J]. , 2018, 39(2): 507-514.
[11] 祝恩阳，李晓强，. 胶结结构性土统一硬化模型[J]. , 2018, 39(1): 112-122.
[12] 姜景山，程展林，左永振，丁红顺，. 材料状态对粗粒料力学特性影响的试验研究[J]. , 2017, 38(S2): 131-137.
[13] 徐志华, 孙大伟, 张国栋, . 堆石料应力-应变特性大型三轴试验研究[J]. 岩土力学, 2017, 38(6): 1565-1572.
[14] 张 徐，赵春发，翟婉明，冯 洋. 铁路有砟道床振动和变形的离散元模拟与试验验证[J]. , 2017, 38(5): 1481-1488.
[15] 吴 越，杨仲轩，徐长节,. 初始组构各向异性对砂土力学特性及临界状态的影响[J]. , 2016, 37(9): 2569-2576.
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[1] 唐明明，王芝银，马兰平，曾志华，张之沛. 油气管道穿越黄土冲沟的管线设计参数研究[J]. , 2010, 31(4): 1314 -1318 .
[2] 李俊才，纪广强，宋桂华，张 琼，王志亮，严小敏. 高层建筑疏桩筏板基础现场实测与分析[J]. , 2009, 30(4): 1018 -1022 .
[3] 魏 宁，李小春，王 燕，谷志孟. 城市垃圾填埋场甲烷资源量与利用前景[J]. , 2009, 30(6): 1687 -1692 .
[4] 牛文杰，叶为民，刘绍刚，禹海涛. 考虑饱和-非饱和渗流的土坡极限分析[J]. , 2009, 30(8): 2477 -2482 .
[5] 尹宏磊，徐千军，李仲奎. 膨胀变形对膨胀土边坡稳定性的影响[J]. , 2009, 30(8): 2506 -2510 .
[6] 王可良，刘 玲，隋同波，徐运海, 胡廷正. 坝体岩基-橡胶粉改性混凝土现场抗剪（断）试验研究[J]. , 2011, 32(3): 753 -756 .
[7] 林达明，尚彦军，孙福军，孙元春，吴锋波，刘志强. 岩体强度估算方法研究及应用[J]. , 2011, 32(3): 837 -842 .
[8] 吴 剑，冯少孔，李宏阶. 钻孔成像中结构面自动判读技术研究[J]. , 2011, 32(3): 951 -957 .
[9] 李 辉 ，晏鄂川 ，杨建国 ，吕 坤 . 库水条件下滑坡体与挡墙相互作用研究[J]. , 2012, 33(5): 1593 -1600 .
[10] 胡长明 ，梅 源 ，王雪艳 . 离石地区湿陷性黄土地基强夯参数的试验研究[J]. , 2012, 33(10): 2903 -2909 .
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