廢舊輪胎混合土靜力特性研究現(xiàn)狀

近些年，汽車工業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車道，全球汽車數(shù)量增長迅速，導(dǎo)致廢舊輪胎數(shù)量也急劇增加，大量的廢舊輪胎對生態(tài)環(huán)境和人們生活都產(chǎn)生嚴(yán)重影響，同時對發(fā)展綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生嚴(yán)重阻礙。目前廢舊輪胎回收利用的方式相對傳統(tǒng)和單一，且利用率低，主要有原型直接利用、翻新再利用、廢舊輪胎裂解、生產(chǎn)橡膠和膠粉等，即便如此，仍有大量廢舊輪胎得不到利用，這些無法利用的廢舊輪胎在自然界長期堆存、占用土地、污染環(huán)境。因此研究開發(fā)針對廢舊輪胎的新型利用方式成為亟待解決的科學(xué)問題。

基于實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境長期向好和經(jīng)濟(jì)綠色健康發(fā)展的目標(biāo)，國內(nèi)外學(xué)者對廢舊輪胎新型利用方式進(jìn)行了不斷探索，將廢舊輪胎和土拌和制成混合土用于巖土工程領(lǐng)域，以期發(fā)揮輪胎質(zhì)輕高彈等優(yōu)良特性。作為一種新型的土工混合材料，其力學(xué)性能是影響自身結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的重要因素，因此，開展針對廢舊輪胎混合土力學(xué)特性的研究尤為重要。

一、廢舊輪胎混合土靜力特性研究現(xiàn)狀

在廢舊輪胎混合土靜力特性方面，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了大量試驗研究。Noorzad, Reza等通過三軸試驗，研究了輪胎碎屑粒徑、輪胎含量和圍壓對混合土性能的影響，試驗結(jié)果表明，混合土的抗剪強(qiáng)度隨輪胎含量的增加而減少，同時還分析了混合土的應(yīng)力應(yīng)變和體變特性，給出了各混合土的摩擦角、粘聚力和彈性模量；Zornberg J G等利用三軸儀對混合土進(jìn)行剪切試驗，研究了橡膠含量、縱橫比、相對密度和圍壓對混合土抗剪強(qiáng)度的影響，試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除純輪胎碎片和輪胎碎片含量較高的試樣外，其余試樣均表現(xiàn)出剪脹性和明顯的峰值抗剪強(qiáng)度，并給出了能獲得最大抗剪強(qiáng)度的最佳輪胎摻量約為35%。李朝暉等基于三軸試驗，研究了橡膠含量、圍壓對廢舊輪胎-黃土混合物剪切強(qiáng)度的影響，試驗結(jié)果表明，混合土的應(yīng)力應(yīng)變呈近似線性增長，且表現(xiàn)出應(yīng)變硬化的特點，同時得出低圍壓下混合土剪切強(qiáng)度增大的結(jié)論，此時最優(yōu)輪胎摻量為30%。

二、廢舊輪胎混合土動力特性研究現(xiàn)狀

在廢舊輪胎混合土動力特性方面，也有一些學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究。Feng等采用共振柱試驗系統(tǒng)，研究了不同含量橡膠混合土的動剪切模量和阻尼比，得出最大剪切模量和最小阻尼比具體數(shù)值； Hazarika等基于模型測試、元素測試和現(xiàn)場應(yīng)用三方面，對輪胎混合土的動力特性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)輪胎顆粒-水泥-黏土混合物可以有效增強(qiáng)土工材料的韌性，從而在結(jié)構(gòu)變形過程中起到抵抗裂縫發(fā)展的作用，得出加入輪胎后結(jié)構(gòu)荷載和位移明顯減小的結(jié)論；李麗華等利用動三軸對廢舊輪胎混合土的動力特性進(jìn)行研究，試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，混合土動強(qiáng)度降低值最高達(dá)8%，動彈性模量降低多達(dá)60%，阻尼比有先增大后減小的變化趨勢，總體增大明顯，多達(dá)91%，由此得出在一定范圍內(nèi)混合土能有效發(fā)揮減震隔震優(yōu)勢的結(jié)論。

三、展望和建議

廢舊輪胎在巖土工程領(lǐng)域的應(yīng)用為廢舊輪胎的二次利用提供了一種全新的思考方式，解決了廢舊輪胎傳統(tǒng)利用方式帶來的環(huán)境污染，利用不徹底等各種問題。目前，對于廢舊輪胎混合土的工程應(yīng)用尚還處于理論研究階段，真正應(yīng)用到實際工程的案例還較少，但廢舊輪胎混合土的應(yīng)用前景廣闊。因此，應(yīng)加大對廢舊輪胎在巖土工程領(lǐng)域的理論研究力度，并與工程實際相結(jié)合，為今后大規(guī)模的工程應(yīng)用提供理論參考。

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