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加筋垃圾土力学特性与工程应用研究

荣丹  
【摘要】:随着人们生活水平的提高,产生了越来越多的垃圾。国内外处理垃圾的主要方法为填埋法,填埋法虽然能够暂时解决垃圾随意堆放的问题,但是随垃圾的增多不仅可能造成环境污染,一旦填埋场发生失稳就会使周边居民的生命受到威胁,因此近几年填埋场的稳定性受到越来越多的关注。目前,人们制造的垃圾中有很多有加筋作用的物质,若是对这些加筋物质加以利用,不仅可以对垃圾土进行加固,也能增加这些加筋物质的回收从而减少不必要的资源损失。本文以加筋垃圾土为研究对象,通过理论推导、数值模拟和室内试验的方法充分探讨了加筋物质对垃圾土应力应变的影响,分析了加筋物质在垃圾土中的作用机理。首先充分探讨了降解作用和加筋物质的体积含量、大小、分布角度以及与土体之间的粘结程度对加筋物质剪应力和剪切位移的影响,建立起了新的基于降解和加筋物质作用的垃圾土本构模型。根据实验数据对模型进行了实例验证,该模型不仅可以对剪应力和剪切位移进行预测,也能计算出对垃圾土进行加固的加筋物质的最佳形式。其次利用ANSYS APDL与workbench相结合的方法进行含随机分布加筋物质垃圾土的数值模拟,以含有相同长度加筋物质垃圾土不同围压和不同堆放时间的剪应力与剪应变云图为分析基础,探究了围压与堆放时间对加筋作用的影响规律。之后又分析了含量相同但长度不同的加筋物质对试件整体剪应力和剪应变的影响。然后根据室内试验测定秦皇岛汤河内淤泥质垃圾土的基本性质。并在土体内混入不同长度的加筋物质,进行不同轴压下的直剪试验,分析了轴压对不同长度加筋物质加筋作用的影响,并根据试验结果对第二章模型进行再次验证。最后进行了加筋垃圾土小型边坡的稳定性分析,并根据传统填埋场边坡初始稳定性设计的弊端提出一种新的设计方法,有利于实际工程中的指导。


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