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科学技术与工程 2018年第23期18卷 288-296页

作者：崔宏环杨鑫胡建林刘卫涛闫子麟河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室河北建筑工程学院土木工程学院张家口075000

为了充分二次开发铁尾矿和建筑废料在地基处理工程的价值,以铁尾矿再生混凝土的工作性能和力学性能为研究切入点,进行单因素试验。在此试验结果的基础上,进行二次正交组合试验设计,开展多因素交互作用下铁尾矿再生混凝土的坍落度试验和... 详细信息

为了充分二次开发铁尾矿和建筑废料在地基处理工程的价值,以铁尾矿再生混凝土的工作性能和力学性能为研究切入点,进行单因素试验。在此试验结果的基础上,进行二次正交组合试验设计,开展多因素交互作用下铁尾矿再生混凝土的坍落度试验和抗压强度试验。建立基于地基处理抗压强度和坍落度的预测模型,并采用SPSS软件对各因素显著性模型进行逐步回归分析,明确铁尾矿再生混凝土抗压强度和坍落度各因素影响的权重关系。研究结果表明:水灰比和附加水量对铁尾矿再生混凝土抗压强度起抑制性作用,铁尾矿掺量对抗压强度的影响呈现先降低后升高的趋势;同时铁尾矿再生混凝土的坍落度受铁尾矿掺量,水灰比和附加水量的影响较为明显;并且当铁尾矿掺量达到100%,附加用水量超过60%时,其坍落度不在控制范围之内。铁尾矿再生混凝土抗压强度影响因素的权重依次为水灰比x_2(2.613)、附加水量x_3(1.422)、x_2~2(1.171)、x_1~2(0.846)、铁尾矿掺量x_1(0.623)、铁尾矿与附加水量的交互作用x_1x_3(0.432);坍落度影响权重依次为:附加水量x_3(11.360)、水灰比x_2(6.482)、铁尾矿掺量x_1(5.106)、x_3~2(3.867)。

关键词：地基处理铁尾矿再生混凝土预测模型二次正交组合设计方差分析

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装配式双钢板-铁尾矿再生混凝土组合剪力墙抗震性能研究

装配式双钢板-铁尾矿再生混凝土组合剪力墙抗震性能研究

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作者：张宇桐天津大学

学位级别：硕士

装配式双钢板-铁尾矿再生混凝土组合剪力墙(Tailing Recycled Aggregate Concrete Filled Double Steel Plates Composite Shear Wall;简称TRAC-CSW)将绿色建材铁尾矿再生混凝土与双钢板组合剪力墙结构形式相结合,具有抗震性能优越、装... 详细信息

装配式双钢板-铁尾矿再生混凝土组合剪力墙(Tailing Recycled Aggregate Concrete Filled Double Steel Plates Composite Shear Wall;简称TRAC-CSW)将绿色建材铁尾矿再生混凝土与双钢板组合剪力墙结构形式相结合,具有抗震性能优越、装配化程度高、固废利用率高、用钢量节省等多重突出优势。本文通过力学试验、有限元模拟、参数化分析以及理论研究等方法,对其抗震性能进行了系统性的分析和研究,主要内容如下:(1)考虑到再生粗骨料吸水率大的特性,采用了添加附加水的补偿方式;以再生粗骨料取代率、水胶比两个参数制作了六组铁尾矿再生混凝土试块,标准条件下养护后完成材料力学性能试验。试验结果表明:随着再生粗骨料取代率的下降,混凝土力学性能全面提升;在较低水胶比条件下,混凝土抗压强度和弹性模量更高,但增长幅度较小。另外通过再生粗骨料取代率γ这一参数调整了国家规范《混凝土结构设计规范》GB 50010中弹性模量的计算公式,以适用于计算铁尾矿再生混凝土。采用了CEB-FIP欧洲规范中的混凝土应力-应变关系方程,通过铁尾矿再生混凝土的试验数据调整了关系方程的影响系数,得到适合铁尾矿再生混凝土的本构方程,并在铁尾矿再生混凝土的有限元模型中计算峰值点数据时得到了应用。(2)设计了6组与实际工程中相同的1:1足尺一字型双钢板-铁尾矿再生混凝土组合剪力墙试件,对其进行了低周反复荷载作用下的拟静力试验研究;混凝土选用再生粗骨料取代率为100%的C40铁尾矿再生混凝土,进行了是否设置抗剪栓钉、高宽比、肋格宽度、轴压比、墙体厚度等参数的对比研究;通过探究不同参数对剪力墙荷载-位移曲线、刚度、延性与耗能能力等性能指标的影响,分析了剪力墙的破坏模式,探究了墙体的破坏变形机制。试验结果表明:新型双钢板-铁尾矿再生混凝土组合剪力墙抗震性能表现良好,具有较强的承载力、刚度、以及耗能能力。(3)结合铁尾矿再生混凝土本构模型的研究成果以及应力三轴度的钢材柔性损伤演化准则,采用大型非线性有限元软件ABAQUS对双钢板-铁尾矿再生混凝土组合剪力墙进行了数值模拟,通过数值模型的滞回分析,探究了剪力墙的受力机理、破坏模式,得到了构件的荷载-位移曲线、承载力、刚度、延性、耗能能力等抗震性能指标;将数值分析结果与试验结果进行了对比,通过试验结果验证了数值模型的可靠度和准确性。随后通过轴压比、混凝土强度、肋格宽度、钢材屈服强度、高宽比等参数化分析,得到以上重要参数对组合剪力墙抗震性能的影响规律,为理论推导中考虑参数的影响奠定基础。(4)结合试验结果和有限元参数化分析,考虑了该新型双钢板组合剪力墙截面特点,通过剪力墙正截面破坏机理的研究,推导了该剪力墙的正截面压弯承载力计算公式,公式计算结果与试验数据偏差介于-14%～7%,且平均偏差为-6%;整体上吻合良好,且计算结果偏于保守,符合保留安全储备的设计原则。此外,基于工厂化生产制作过程、试验结果以及理论分析给出了针对该剪力墙的抗震设计建议。

关键词：组合剪力墙铁尾矿再生混凝土有限元分析抗震性能压弯承载力

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建筑废料掺铁尾矿再生混凝土在地基处理中的应用

建筑废料掺铁尾矿再生混凝土在地基处理中的应用

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作者：杨鑫河北建筑工程学院

学位级别：硕士

改革开放以来我国城市化建设急剧加快,现阶段混凝土作为不可替代的建筑材料,其年耗用量极其庞大,这不仅导致大量的天然矿石被消耗,还诞生了数以千万的建筑垃圾,这些建筑垃圾以堆积的方式占用了大量的土地并且对周围环境也造成了严重的... 详细信息

改革开放以来我国城市化建设急剧加快,现阶段混凝土作为不可替代的建筑材料,其年耗用量极其庞大,这不仅导致大量的天然矿石被消耗,还诞生了数以千万的建筑垃圾,这些建筑垃圾以堆积的方式占用了大量的土地并且对周围环境也造成了严重的污染。与此同时在我国经济高速发展的今天,大量的矿山被超负荷开采,致使矿产资源急剧消耗,其中铁尾矿已成为我国产量最大,综合消耗率最低的废弃物。为解决上述问题,铁尾矿再生混凝土技术应运而生,将此技术应用于地基处理等工程中,这样既可以开发利用建筑废弃物和铁尾矿,又能够缓解天然砂石和天然砂资源匮乏的压力,存在很大研究与应用价值。本文主要以张家口地区拆迁遗留下的废弃混凝土和矿场选矿后遗留下的铁尾矿为研究对象。首先在室内进行骨料基本物理性能试验,通过试验结果提出适用于铁尾矿再生混凝土的配合比,并在此基础上进行试块抗压强度试验,通过二次回归正交组合试验设计结果,分析得出满足适用于地基处理工程中铁尾矿再生混凝土配制的理论强度公式,最后通过进行大型直剪接触面试验,对应用于桩-土接触面进行研究,力求为实际工程提出理论依据。根据文章主线主要研究分为以下几点:(1)对试验用土、铁尾矿以及再生骨料进行室内物性试验,主要包括:筛分试验、击实试验、含水率、吸水率、压碎指标等试验。根据试验结果对土以及骨料进行工程分类,并根据规范和实际工程中的监测数据对混凝土配合比设计做准备。(2)在以上试验的基础上,提出适用于铁尾矿再生混凝土配制要求的单位用水量。通过考虑铁尾矿掺量、水灰比、附加水量这三个因素对铁尾矿再生混凝土抗压强度的影响,之后进行二次回归正交试验设计,通过试验结果确定满足地基处理工程中所需配制强度的理论公式。(3)将上述(2)中对试验结果影响最优混凝土配制方案配制成试件,采用大型直剪仪,进行接触面剪切试验,对接触面剪切特性进行研究,深究将铁尾矿再生混凝土应用于地基处理工程中的可能性。

关键词：地基处理铁尾矿再生混凝土预测模型接触面大型直剪试验

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建筑废料掺铁尾矿再生混凝土在地基处理中的应用

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石材 2024年第11期 105-107页

作者：李林峰长治职业技术学院山西长治046000

混凝土是一种无法取代的建材,每年的消耗量非常巨大,不但消耗了大量的自然矿物,同时也产生了数以百万计的建筑废弃物,它们在不断的堆积,对周边的环境也是一种污染。随着国民经济的快速发展,许多矿场的过度开发使得矿石资源的消耗量越来... 详细信息

混凝土是一种无法取代的建材,每年的消耗量非常巨大,不但消耗了大量的自然矿物,同时也产生了数以百万计的建筑废弃物,它们在不断的堆积,对周边的环境也是一种污染。随着国民经济的快速发展,许多矿场的过度开发使得矿石资源的消耗量越来越大,而铁尾矿已经是国内储量最高、综合能耗最低的一种。针对以上问题,提出了一种新型的“铁尾”水泥回收技术,并将其用于基础处理等项目中,不仅可以实现对建材废料和铁尾砂的综合利用,而且还可以减轻天然砂、自然砂的短缺,具有很好的科研和应用前景。

关键词：地基处理铁尾矿再生混凝土接触面

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砂土-结构接触面剪切特性大型直剪试验研究

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铁道科学与工程学报 2019年第5期16卷 1208-1216页

作者：杨鑫崔宏环张立群崔颖辉河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点试验室河北张家口075000 河北建筑工程学院土木工程学院河北张家口075000 中国铁道科学院铁建所岩土室北京100081

为充分开发铁尾矿和建筑废料在砂土地区铁路路基工程中的价值,研究土与结构物接触面的力学特性,对现有的大型直剪仪进行改造,设计试验方案完成24组单向直剪试验,对砂土与不同混凝土类型接触面的应力-应变曲线及其破坏形式进行分析。研... 详细信息

为充分开发铁尾矿和建筑废料在砂土地区铁路路基工程中的价值,研究土与结构物接触面的力学特性,对现有的大型直剪仪进行改造,设计试验方案完成24组单向直剪试验,对砂土与不同混凝土类型接触面的应力-应变曲线及其破坏形式进行分析。研究结果表明:随着法向应力的增加,接触面破坏形式由接触面发生滑动破坏到接触面附近的砂土自身发生硬化型破坏过渡;w/τw近似为一次函数关系;当含水率一定时,铁尾矿再生混凝土接触面的剪切模量高于普通混凝土接触面的剪切模量,同时铁尾矿再生混凝土接触面的黏聚力大于普通混凝土,由此表明,铁尾矿再生混凝土接触面抵抗剪切的能力高于普通混凝土接触面,论证了铁尾矿再生混凝土接触面的粗糙度大于普通混凝土接触面这一观点,因此,将铁尾矿再生混凝土替代普通混凝土应用到实际工程中是可行的。

关键词：铁路路基铁尾矿再生混凝土接触面大型直剪试验

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