【摘要】：隨著我國城市建設的快速發(fā)展,建筑垃圾的產(chǎn)生量快速增長,成為了城市發(fā)展過程中的一大困擾。如果將建筑垃圾用作道路路基填料,不僅可以節(jié)約土地資源,還可以變廢為寶,具有顯著的經(jīng)濟效益和社會意義。本文以建筑垃圾用于路基填筑為研究對象,開展離散元數(shù)值模擬和試驗段工程現(xiàn)場測試。系統(tǒng)研究了建筑垃圾路基填筑技術(shù)和填筑質(zhì)量控制措施,取得了以下主要研究成果:(1)利用PFC2D軟件,模擬了建筑垃圾在一維情況下的壓縮變形過程。揭示了壓縮變形和顆粒破碎的關系,分析了材料壓縮變形過程的細觀變化機理,從微觀角度上分析了顆粒破碎的受力模式和破碎形態(tài),并研究了材料參數(shù)對壓縮變形的影響。(2)利用離散單元模型模擬了建筑垃圾在振動荷載作用下的路基壓實過程,分析了建筑垃圾在振動荷載作用下的運動規(guī)律、路基壓實機理和壓實效果,得到了碾壓過程中的沉降規(guī)律,對壓實穩(wěn)定后的顆粒進行顆粒粒徑分析,粒徑分布符合分形模型。(3)基于建筑垃圾路基試驗段,分析了建筑垃圾材料的成分,根據(jù)現(xiàn)場施工狀態(tài)和材料特點,確定了建筑垃圾路基填筑的施工工藝和施工質(zhì)量控制方法,對路基施工完成后的沉降和粒徑分布進行了統(tǒng)計分析。
【圖文】：

圖 2-3 粘結(jié)模型的本構(gòu)關系Fig.2-3 Constitutive relation of bond model粘結(jié)模型允許在接觸處有拉力的存在，即顆粒間重疊量小于零時，，接觸粘結(jié)可以提供粘結(jié)力將顆粒捆綁在一起，顆粒間拉力大小不能超過接觸模型中給定的抗拉強度。接觸粘結(jié)將顆粒與顆粒凝聚在一起，通過PROPERTY命令及關鍵字n_bond和s_bond來分別設定接觸粘結(jié)的法向粘結(jié)力和切向粘結(jié)力。模擬顆粒破碎的原則如下：（1）當接觸處法向拉力超過法向粘結(jié)力，則接觸粘結(jié)發(fā)生破壞，且接觸處法向力和切向力會消失；（2）當接觸處切向作用力超過切向接觸力，則接觸粘結(jié)發(fā)生破壞。若法向作用力為拉力，則切向力和法向力會消失；若法向作用力為壓力，則接觸處法向力不變，切向力仍然保持原來大小且不超過最大摩擦力。在計算過程中的任一時刻，接觸粘結(jié)模型和滑動模型必有且僅有一個存在。平行粘結(jié)模型是在接觸顆粒間一個有限尺寸的膠結(jié)體。通過 SET disk 命令可以將顆粒作為厚度為單位 1 的圓柱體進行計算，否則將顆粒作為球體進行計算。平行粘結(jié)模型可以和其他的接觸模型共同存在，平行粘結(jié)模型不會阻止顆粒間的相對滑動。平行粘結(jié)模型可以傳遞顆粒間的力和力矩。接觸粘結(jié)模型可以看成均勻分布在形心為接觸點的圓形或矩形區(qū)域的一系列彈簧，具有恒定的法向切向剛度。由于平

siF 分別是法向分量和切向分量。模型膠結(jié)體邊緣處最大拉應力和剪應力可以根據(jù)下面式子max-nsiFMRA I max-s niF MRA J 應力超過法向強度或者最大剪應力超過切向作用強度，則破壞。阻尼過程中顆粒系統(tǒng)的能量通過滑動摩擦來消散。不過有些模者是在有限的時步內(nèi)很難達到穩(wěn)態(tài)解。PFC2D 軟件中有局阻尼三種來消散動能。局部阻尼和混合阻尼作用在每個顆接觸上的。局部阻尼給顆粒施加了一個正比于不平衡力的阻尼的一種特殊情況，即模擬所得的穩(wěn)態(tài)解包含了明顯的物理模型如圖 2-4 所示。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U416.1;U414

【參考文獻】

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本文編號：2623909