EPS淤泥混合土齡期對(duì)其強(qiáng)度影響的變化規(guī)律研究

摘 要 EPS淤泥混合土是由廢棄的發(fā)泡材料、淤泥通過(guò)人工合成的優(yōu)質(zhì)填土材料，本文結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，采用灰色Verhulst模型、對(duì)數(shù)模型及指數(shù)模型分析了齡期對(duì)其強(qiáng)度的影響。

關(guān)鍵詞 EPS淤泥混合土 齡期 強(qiáng)度

中圖分類號(hào)：TU411 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Change Laws of EPS Sludge Mixed Soil Age to its Intensity Impact

FENG Yong， PEI Yubin

（College of Civil and Architectural Engineering， He'nan University of Technology， Zhengzhou， He'nan 450001）

Abstract EPS sludge mixed soil is made of foam material waste， sludge quality through synthetic filling materials， this paper， experimental results using gray Verhulst model， the model number and the index model to analyze the impact of age on its strength.

Key words EPS sludge mixed soil； age； intensity

0 前言

EPS淤泥混合土是由廢棄的發(fā)泡材料、淤泥通過(guò)人工合成的優(yōu)質(zhì)填土材料，本文結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)其抗壓特性進(jìn)行研究，重點(diǎn)分析了齡期對(duì)其強(qiáng)度的影響，并進(jìn)行了變化規(guī)律擬合。

1 齡期對(duì)輕量土強(qiáng)度的影響及其變化規(guī)律的擬合

為了研究齡期對(duì)輕量土性能的影響，根據(jù)前期的試驗(yàn)結(jié)果，選擇兩種不同的輕量土配合比，如表1所示。強(qiáng)度的室內(nèi)試驗(yàn)的間隔分別為1、3、7、14、28、60、90、120d。

表1 輕量土試驗(yàn)配合比

根據(jù)輕量土的試驗(yàn)方案，對(duì)不同齡期下的輕量土強(qiáng)度進(jìn)行了無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)果表明：

（1）輕量土的強(qiáng)度隨著齡期的增長(zhǎng)而增大。在初期增長(zhǎng)的較快，隨著齡期的增加，強(qiáng)度增大的幅度降低。

（2）不同配合比下，輕量土的強(qiáng)度隨著齡期的變化規(guī)律是一致的。但水泥摻量越小，其強(qiáng)度穩(wěn)定得越快。配合比1的水泥摻量為10.6%，其強(qiáng)度在28天以后就趨于穩(wěn)定，而配合比2的水泥摻量為18.6%，其強(qiáng)度在60天后趨于穩(wěn)定。這說(shuō)明水泥摻量越多，輕量土硬化的時(shí)間就越大，因此達(dá)到最大強(qiáng)度的時(shí)間就越長(zhǎng)。

2 灰色Verhulst模型擬合

灰色 Verhulst 模型是在成長(zhǎng)曲線的基礎(chǔ)上，結(jié)合灰色系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的，具有精度可靠，所需觀測(cè)數(shù)據(jù)少等優(yōu)點(diǎn)。而且隨著試驗(yàn)資料的不斷增加，預(yù)測(cè)模型還可不斷地更新、優(yōu)化。因此為了能更好地對(duì)輕量土的長(zhǎng)期強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)，本項(xiàng)目采用灰色 Verhulst 模型。

= （1）

把式（1）離散化即得灰色 Verhulst 模型的時(shí)間響應(yīng)式。（2）輕量土強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值與灰色 Verhulst 模型預(yù)測(cè)值的對(duì)比。

圖1是輕量土配比1情況下的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的對(duì)比。由圖1可知，無(wú)論配比如何，輕量土強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值比較接近，特別是對(duì)輕量土的后期強(qiáng)度預(yù)測(cè)值較高。

圖1 輕量土強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的對(duì)比（輕量土配合比1）

圖2 輕量土強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值與對(duì)數(shù)預(yù)測(cè)值的對(duì)比（配合比1）

圖3 輕量土強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值與對(duì)數(shù)預(yù)測(cè)值的對(duì)比（配合比2）

3 對(duì)數(shù)模型擬合

3.1 對(duì)數(shù)模型

假定輕量土的強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律為對(duì)數(shù)曲線，即某一時(shí)刻的強(qiáng)度為： = + （2）

式中： —某時(shí)刻輕量土的強(qiáng)度；—對(duì)線曲線模型的擬合參數(shù)。

對(duì)數(shù)模型的擬合參數(shù)可通過(guò)基于最小二乘法的原理的計(jì)算程序計(jì)算得到。

3.2 輕量土強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值與對(duì)數(shù)曲線預(yù)測(cè)值的對(duì)比

圖2及圖3分別是在不同輕量土配比情況下的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的對(duì)比。由圖2，圖3可知，無(wú)論配比如何，輕量土強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值比較接近。最大的誤差不超過(guò)5.1%，能夠滿足實(shí)際工程的需要。與灰色Verhulst模型相比，對(duì)數(shù)曲線的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值更為接近。

4 指數(shù)模型擬合

4.1 指數(shù)模型

假定輕量土的強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律為指數(shù)曲線，即某一時(shí)刻的強(qiáng)度為： = （3）

式中： —某時(shí)刻輕量土的強(qiáng)度；—指數(shù)曲線模型的擬合參數(shù)。

指數(shù)曲線模型的擬合參數(shù)可通過(guò)基于最小二乘法的原理的計(jì)算程序計(jì)算得到。

4.2 輕量土強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值與對(duì)數(shù)曲線預(yù)測(cè)值的對(duì)比

從表2來(lái)看，最大的誤差可達(dá)到30%，不能夠滿足實(shí)際工程的需要。因此采用指數(shù)模型對(duì)輕量土的強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)測(cè)是不合適的。

表2 輕量土強(qiáng)度的指數(shù)模型預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的擬合表

5 結(jié)論

輕量土的強(qiáng)度隨著齡期的增長(zhǎng)而增大。在初期增長(zhǎng)的較快，隨著齡期的增加，強(qiáng)度增大的幅度降低。不同配合比下，輕量土的強(qiáng)度隨著齡期的變化規(guī)律是一致的。但水泥摻量越小，其強(qiáng)度穩(wěn)定越快。輕量土強(qiáng)度隨齡期的變化規(guī)律可以采用灰色Verhulst模型。

感謝2013年鄭州市科技計(jì)劃項(xiàng)目“EPS淤泥再生混合輕量土技術(shù)與應(yīng)用研究” 及鄭州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（院士工作站建設(shè)計(jì)劃）（項(xiàng)目編號(hào)：131PYSGZ205）資助

參考文獻(xiàn)

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[2] 李永鴻.發(fā)泡顆粒混合輕量土物理力學(xué)性質(zhì)初探[D].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2006.