[發明專利]一種建筑廢棄物路基填料破壞強度快速預測方法

在審

• 申請號: 202111544620.8
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114324023A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 李崛;姚永勝;唐伯明;朱洪洲
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61237
• 代理人: 李冰

本發明提供一種建筑廢棄物路基填料破壞強度快速預測方法，按照以下步驟進行：制備建筑廢棄物試樣，對制備的建筑廢棄物進行干濕循環試驗；干濕循環試驗完成后，立即對建筑廢棄物試樣進行靜三軸試驗，得到不同干濕循環次數、加載速率、圍壓、含水率下的建筑廢棄物破壞強度特性；對比分析建筑廢棄物在不同工況即不同干濕循環次數、加載速率、圍壓、含水率下的破壞強度，建立綜合考慮干濕循環次數、加載速率、圍壓及含水率的建筑廢棄物破壞強度預估模型；根據靜三軸試驗數據擬合得到建筑廢棄物破壞強度預估模型的模型參數；利用模型參數已知的建筑廢棄物破壞強度預估模型快速預測建筑廢棄物在不同工況下的破壞強度，減少了試驗耗時，降低了試驗難度。

技術領域

本發明屬于道路工程技術領域，涉及一種建筑廢棄物路基填料破壞強度快速預測方法。

背景技術

近年來，我國西南部大力發展經濟并推進城市化進程，與之相應的建筑廢棄物產量與日俱增。據現有數據統計，我國每年產生的建筑廢棄物總量高達約4.8億噸，且預計在未來十年里，全國建筑廢棄物產生總量平均每年將達到13億噸，這意味著建筑廢棄物的回收、處置和再利用已迫在眉睫。因此，基于環境條件及施工成本的考慮，學者們提出應用建筑廢棄物作為路基填料，以達到有效消耗大量的建筑廢棄物并取得顯著經濟效益的目的。然而，建筑廢棄物有著組分復雜、級配較差、孔隙率較高的工程特性，應用該填料的路基在濕熱環境與車輛動荷載的綜合作用下易出現較大變形，甚至發生整體失穩破壞。因此，基于路基工程穩定性與耐久性的戰略目標，科學評價建筑廢棄物路基填料在干濕循環條件下的破壞強度特性具有重要意義。

現有的破壞強度確定方法有以下兩種：第一種是經驗法，但給出的破壞強度建議值變化范圍較大，無法進行定量分析。第二種是通過室內三軸試驗獲得，但三軸試驗的成本較高、耗時較長、需要專業的人員進行操作且不易推廣。鑒于此，我們希望通過建立一個簡單且有效的建筑廢棄物路基填料破壞強度快速預測方法來更精確、快速地獲得建筑廢棄物在不同條件下的破壞強度值。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種建筑廢棄物路基填料破壞強度快速預測方法，以解決現有的基于經驗法確定建筑廢棄物路基填料破壞強度的方法給出的破壞強度建議值變化范圍較大，以及采用三軸試驗確定建筑廢棄物路基填料破壞強度的方法成本高、耗時長、需要專業人員進行操作且不易推廣的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種建筑廢棄物路基填料破壞強度快速預測方法，按照以下步驟進行：

步驟S1：制備建筑廢棄物試樣，對制備的建筑廢棄物進行干濕循環試驗；

步驟S2：干濕循環試驗完成后，立即對建筑廢棄物試樣進行靜三軸試驗，得到不同干濕循環次數、加載速率、圍壓、含水率下的建筑廢棄物破壞強度特性；

步驟S3：對比分析建筑廢棄物在不同工況即不同干濕循環次數、加載速率、圍壓、含水率下的破壞強度，建立綜合考慮干濕循環次數、加載速率、圍壓及含水率的建筑廢棄物破壞強度預估模型；

步驟S4：根據靜三軸試驗數據擬合得到建筑廢棄物破壞強度預估模型的模型參數；

步驟S5：利用模型參數已知的建筑廢棄物破壞強度預估模型快速預測建筑廢棄物在不同工況下的破壞強度。

進一步的，所述步驟S3建立的綜合考慮干濕循環次數、加載速率、圍壓及含水率的建筑廢棄物破壞強度預估模型為：

其中，σ_BS為建筑廢棄物破壞強度，N_DW為干濕循環次數，ν_L為靜三軸試驗的加載速率，ω_r為初始含水率與最佳含水率的比值，σ₃為圍壓，α₁、α₂、α₃、α₄、α₅為模型參數，e為自然常數。

進一步的，所述步驟S1的具體流程如下：