橡胶砂静动力学特性分析及其在基础隔震中的应用研究

发布时间：2020-06-03 00:35

【摘要】：在汶川地震、玉树地震、雅安地震以及最近的国内外多次地震中,普通低、多层建筑破坏严重,成为造成地震灾难的主要原因。但现有的隔震方法往往造价昂贵,只在重要建筑中使用,在村镇建筑中难以普及。研究能应用于普通房屋建筑的廉价隔震方法非常必要。其次,汽车工业的迅猛发展使得废旧轮胎成为当前社会面临的主要固体废弃物之一,如何高效、有益地利用废旧轮胎,已成为一项严峻的课题。本文考虑将废旧橡胶颗粒与砂按一定比例配合成的混合料(简称橡胶砂)用于基础隔震,通过静、动力学试验和颗粒离散元数值模拟研究其基本力学特性,获取橡胶砂的各类力学参数,进而研究其作为分布式隔震体系的隔震效果及机理。论文的主要工作和成果如下:1、广泛阅读本领域的相关文献,总结了国内外开展廉价隔震方法、橡胶砂静动力特性研究的现状及其发展水平,评述了已有研究工作成果的局限性及优缺点,提出了相关问题的进一步解决方案及研究思路。2、通过室内三轴试验和循环单剪试验,研究了橡胶砂的应力-应变关系、强度变形特性和动力特性,探讨了配合比、粒径比、围压、竖向应力以及土工加筋等因素对上述特性的影响,并根据试验现象分析了橡胶砂强度和模量随各影响因素变化的机理,获得了不同条件下橡胶砂静动力特性参数的定量结果。3、通过颗粒流方法,从宏细观角度研究了胶-砂粒径比、配合比对橡胶砂力学行为的影响,基于对混合物试样颗粒旋转、力链结构和能量耗散规律等的讨论,解释了橡胶砂的细观变形机理。4、通过改进的循环单剪试验,研究了橡胶砂-结构界面的接触力学性能,从定性分析和定量研究两方面入手,考查了结构物材料、接触面粗糙度、法向压力、加载形式等因素对接触面剪切性能的影响规律,揭示了不同条件下接触面的力学特性,为深入研究地震作用下橡胶砂与结构物接触面特性和计算其应力、应变提供试验基础。5、通过振动台试验,以刚性质量块代替刚度较大的砌体建筑物,研究了橡胶砂垫层(RSM垫层)和辅以格室、格栅后的加筋橡胶砂复合垫层(GGRSM垫层)在不同厚度、不同激励方式和不同基底压力下的隔震性能。试验表明,加筋橡胶砂复合垫层具有良好的减震效果,砂粒径大的复合垫层隔震性能更优,减震系数受基底压力和输入加速度的影响更大;与已有文献对比发现,加筋橡胶砂复合垫层的减震效果整体优于橡胶砂垫层/砂垫层,可作为农村低层房屋隔震的一种可行方法。最后,探讨了我国现行抗震规范中关于隔震的方法和标准,总结和比较了现有简易隔震研究的主要方法。就本文研究的简易隔震方法而言,给出了隔震效果经验公式,并分析了复合垫层的推广经济性。
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胶砂静动力学特性分析及其在基础隔震中的应用研隔震，是提高其抗震安全性、降低地震灾害的最直接隔震方法往往造价昂贵，只在重要建筑中使用，在普应用于普通房屋建筑的廉价隔震方法非常必要。 世纪以来我国 5 级以上地震活动情况（数据来源：中国地3529453522341797362926214531 年份

2图 1-3 低多层房屋倒塌实景（北川地震遗址，2017.2.3 拍摄）面，随着国民经济的快速发展，汽车数量的持续增长，我果时，不得不面对日益增多的废旧橡胶轮胎问题。我国废据不完全统计：2008 年约为 770 万吨，，2009 年约为 870 00 万吨，并以每年 5% ~ 6%的速度增长，预计 2020 年，产量旧橡胶轮胎通常被称为“黑色污染”，极难通过生物降解的环境问题和资源浪费。目前，我国对废旧轮胎的处理常有
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU352.12


本文编号：2694012