不同填充材料STC加筋体的水平循环剪切试验及数值模拟

摘要

为研究不同填充材料对废旧轮胎柱(Scrap tire columns,STC)加筋体循环剪切性能的影响,利用自行研制的土工合成材料循环剪切试验机,分别得到河砂、碎石、壤土三种填充材料的STC加筋体在竖向压力100kPa,最大水平剪应变2％条件下的循环剪切滞回曲线,试验结果表明河砂、碎石STC的等效动剪切模量和等效阻尼比在数值上基本接近,且均优于壤土STC的动力参数,考虑到减振消能效果以及填筑过程的便利性,河砂STC具有较好实际应用优势.采用ABAQUS有限元程序,分别选用Mohr-Coulomb、Mooney-Rivlin和Rebar本构来模拟土石填筑料、橡胶超弹性材料和帘线钢丝材料,数值重现了三种填筑料STC加筋体的应力-应变滞回曲线,数值模拟结果与试验结果的规律基本一致.由模拟所得的循环剪切过程中STC加筋体能量变化曲线可知:填充材料主要起“消能”作用,而轮胎主要起“加筋”作用.