废旧轮胎—土复合体力学性能及工程应用研究

发布时间：2020-08-03 15:40

【摘要】：随着汽车数量的快速增加,每年将产生大量的报废轮胎,造成严重的“黑色污染”,如何处置和有效利用这些废旧轮胎已成为世界性热点问题。其中,关于废旧轮胎的直接利用技术充分发挥了轮胎的“筋箍”作用,通过在废旧轮胎内填充不同类型填料提高其力学性能,应用于挡土墙、地基加固、边坡防护等工程中,该技术已经在美国、加拿大、法国等国家进行了成功应用。但由于该技术理论研究相对滞后,关于废旧轮胎复合材料的基本力学性能、设计计算方法等基础理论研究成果很少,使得工程设计无据可依,难以在大型工程中推广应用。因此,为实现资源的节约利用,充分发挥废旧轮胎的力学效能,有必要对其基本力学性能及工程应用参数开展相关研究。基于此,本文以废旧轮胎-土复合结构单元体作为研究对象,首先通过足尺抗压试验,研究了复合体的压缩特性,提出了复合体压缩指标的确定方法;通过缩尺直剪试验,研究了复合体界面剪切特性,得到了复合体抗剪强度计算方法;建立了数值计算模型,开展了轮胎-土复合体用作挡土墙的力学分析,揭示了水平向荷载传递规律。主要结论如下:(1)研究了废旧轮胎条带的抗拉强度,并揭示了轮胎具有显著的“筋箍”效应,对土体可起到一定的侧向限制作用。(2)考虑轮胎内外径之比的变化,开展了废旧轮胎-土复合体压缩性能试验,建立了复合体变形模量与内部填料变形模量的转换关系,提出复合体变形模量随轮胎内外径之比的增大呈指数衰减的规律。(3)考虑废旧轮胎“面积率”(填料与截面面积之比)的变化,开展了废旧轮胎-土复合体缩尺直剪试验,提出了复合体抗剪强度指标与填料抗剪强度指标的换算公式。(4)基于上述基础试验数据,采用数值模拟手段,分析了轮胎-土复合体用于挡土墙时的承载特性,通过正交试验分析,得出了内部剪应力主控影响因素,验证了废旧轮胎-土复合体用于挡墙结构的可行性。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU43
【图文】：

．邋ｋ：－逦？．？邋／ｉｒ＜逦：？逦－；，邋，邋；；？■．？—？？＇；；邋－邋＞：；；：；Ｋ．：；逡逑图１．１邋２０１１－２０１６年中国废旧轮胎产生量及回收量情况逡逑从上图１．１中可以看出，自２０１１年以来我国每年废旧轮胎的产量都在１０００逡逑万吨以上［３４］，除了邋２０１４年废旧轮胎的产量略有下降，其他年份的废旧轮胎的产逡逑量在稳步增多。与此同时废旧轮胎的回收利用率一直不高，这就导致了大量的废逡逑旧轮胎的随意处理或堆放。以２０１６年为例，我国废旧轮胎产生量已超３．５亿条，逡逑若单个轮胎按照Ｒ１５进行计算，外径５９０ｍｍ，厚２００ｍｍ，１０个轮胎的高度堆放，逡逑便会占地超过１２００万ｎｆＷ，而且随着我国汽车行业的发展，废旧轮胎的数量还逡逑是持续增多［６＿７］。逡逑图１．２随意堆放的废旧轮胎逡逑１逡逑

逦：？逦－；，邋，邋；；？■．？—？？＇；；邋－邋＞：；；：；Ｋ．：；逡逑图１．１邋２０１１－２０１６年中国废旧轮胎产生量及回收量情况逡逑从上图１．１中可以看出，自２０１１年以来我国每年废旧轮胎的产量都在１０００逡逑万吨以上［３４］，除了邋２０１４年废旧轮胎的产量略有下降，其他年份的废旧轮胎的产逡逑量在稳步增多。与此同时废旧轮胎的回收利用率一直不高，这就导致了大量的废逡逑旧轮胎的随意处理或堆放。以２０１６年为例，我国废旧轮胎产生量已超３．５亿条，逡逑若单个轮胎按照Ｒ１５进行计算，外径５９０ｍｍ，厚２００ｍｍ，１０个轮胎的高度堆放，逡逑便会占地超过１２００万ｎｆＷ，而且随着我国汽车行业的发展，废旧轮胎的数量还逡逑是持续增多［６＿７］。逡逑图１．２随意堆放的废旧轮胎逡逑１逡逑

．邋ｋ：－逦？．？邋／ｉｒ＜逦：？逦－；，邋，邋；；？■．？—？？＇；；邋－邋＞：；；：；Ｋ．：；逡逑图１．１邋２０１１－２０１６年中国废旧轮胎产生量及回收量情况逡逑从上图１．１中可以看出，自２０１１年以来我国每年废旧轮胎的产量都在１０００逡逑万吨以上［３４］，除了邋２０１４年废旧轮胎的产量略有下降，其他年份的废旧轮胎的产逡逑量在稳步增多。与此同时废旧轮胎的回收利用率一直不高，这就导致了大量的废逡逑旧轮胎的随意处理或堆放。以２０１６年为例，我国废旧轮胎产生量已超３．５亿条，逡逑若单个轮胎按照Ｒ１５进行计算，外径５９０ｍｍ，厚２００ｍｍ，１０个轮胎的高度堆放，逡逑便会占地超过１２００万ｎｆＷ，而且随着我国汽车行业的发展，废旧轮胎的数量还逡逑是持续增多［６＿７］。逡逑图１．２随意堆放的废旧轮胎逡逑１逡逑

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 卢W

本文编号：2779838