一种工程渣土基生土材料的配合比设计方法

1.本发明涉及生土材料配合比设计技术领域，尤其涉及一种工程渣土基生土材料的配合比设计方法。


背景技术：

2.生土建筑作为人类历史上被广泛使用的建筑形式之一，在石器时代就已经出现，大约4000年前，人类已经初步掌握了建造生土建筑的夯土技术，几千年来，生土建筑遍布于世界各地，呈现的形式也多种多样，从简单的民居、寺庙到豪华的宫殿都可以看到这种建筑形式的身影；
3.生土材料以自然原状的生土为主要原料，不需要高温处理，应用时工序简单，与现代建筑材料相比，生土材料具有优越的保温隔热性能、较低的成本和丰富的实用性特点，是一种环境友好型材料，既保持了其生态和自然的本质，还可循环利用，但传统的生土材料难以满足现代建筑的力学性能和耐久性能要求，因此如何在保证改善生土材料的性能对推广现代生土建筑非常重要；
4.近年来，随着城镇化的快速推进，新建、改扩建和装饰装修工程量持续高位，因此全国建筑垃圾产生量也持续保持增长；特别是全国性的地铁、管廊等地下空间开发，棚户区改造、违章建筑拆除等大体量工程施工，在一些地区，建筑垃圾甚至出现爆发式增长，有关统计表明全国建筑垃圾总量不低于35亿吨/年，其中工程渣土占60～70％，拆建类垃圾约占30～40％；
5.如此大量的建筑垃圾如果不能有效利用或合理处置，将造成资源严重浪费，加剧对环境的破坏；然而建筑垃圾资源化处置水平不高，除部分试点城市外，建筑垃圾的资源化率不足10％，特别是渣土的资源化利用水平更低，现有技术中对渣土的利用仅有工程回填、堆山造景等此类低值化利用；
6.再生骨料指建筑垃圾中的废弃混凝土、废弃砖石等经破碎、筛分等工序处理后得到的粒径大小不同的颗粒，再生骨料的整体性能虽较天然骨料差，再生骨料能有效地替代一部分天然骨料，同时再生细骨料中，部分微粉颗粒具有潜在活性；
7.工程渣土来自于基础开挖，因工程所在区域地质条件不同，渣土特性存在差异；“建筑地基基础设计规范”gb50007对将土分为碎石土、砂土、黏性土、粉土，碎石土2mm以上颗粒颗粒含量大于50％；砂土2mm一以上颗粒含量不大于50％、0.075mm颗粒含量大于50％的土；黏性土为塑性指数大于10的土，其中大于17的为黏土，否则为粉质黏土；粉土介于砂土与黏性土之间，塑性指数≤10且0.075mm以上颗粒含量不大于50％；
8.现有技术对于工程渣土的利用都是针对某一特定地区甚至特定工程产生的渣土，不具有普适性；并且现有技术在利用渣土制备生土材料的技术路线上也多利用化学改性(无机、有机胶凝材料)，没有对土、骨料组成的基料进行科学的组成设计，限制了渣土生土材料的推广应用，并且对制备的生土材料无法实现较小区间的强度控制。
9.因此，本领域技术人员致力于开发一种工程渣土基生土材料的配合比设计方法，
旨在解决现有技术中存在的缺陷问题。


技术实现要素：

10.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是目前现有技术中，对工程渣土的利用不具有普适性，利用渣土制备生土材料的技术路线单一，未对土、骨料组成的基料有科学的组成设计，无法实现较小区间的强度控制等问题；
11.为实现上述目的，本发明一种工程渣土基生土材料的配合比设计方法，包括如下步骤：
12.步骤1、分析测试工程渣土、再生骨料基本性能；
13.步骤2、采用单形格子法完成基料组成的变量设计；
14.步骤3、选定胶凝材料基准掺量、变化范围；
15.步骤4、以步骤3所选定的胶凝材料掺量完成生土材料试件的制作；
16.步骤5、养护步骤4所制作的生土材料试件至规定龄期，并完成生土材料抗压强度的测量；
17.步骤6、完成生土材料配合比的确定；
18.步骤7、根据需要进行耐久性能验证，不能满足要求时，调整胶凝材料掺量，重复步骤3～7；
19.步骤1、获取建筑垃圾再生骨料基本性能；
20.所述步骤1中的工程渣土按照国家现行相关土工试验方法进行相关工程渣土性能的测定；
21.所述步骤1中的再生骨料按来源分为砖混再生骨料和混凝土再生骨料，按粒径分为再生粗骨料、再生细骨料；
22.所述再生骨料的性能测定按照国家现行的混凝土和砂浆用再生粗骨料、混凝土和砂浆用再生细骨料标准进行；
23.步骤2、采用单形格子法完成基料组成的变量设计；
24.所述步骤2中、采用单形格子设计法与二阶混料规范多项式模型来完成工程渣土—再生粗骨料—再生细骨料的三元体系基料的确定；
25.所述步骤2包括以下步骤：
26.步骤21、设工程渣土(x1)、细骨料(x2)、粗骨料(x3)，其中限制条件为：总质量x1+x2+x3＝1，x1≥0.60；x2≥0.10；x3≥0.10；
27.步骤22、根据步骤21的相关关系，设计相关试验点，并按设计的相关试验点，计算配料方案；
28.步骤23，对步骤22得到的配料方案，按照一定比例的加水量进行拌合，拌合后进行击实，并完成干密度与含水率的测定，最终确定最大干密度、最佳含水率；
29.步骤24、根据步骤23测得的确定的干密度与最佳含水率，采用合适规格的钢试模配合压板，按步骤3确定的最大干密度、最佳含水率压实成型试件；
30.步骤25、将步骤24压实成型的试件进行养护，养护完成后，对试件进行强度试验；
31.步骤26、建立混料试验回归方程；
32.所述步骤26的混料试验回归方程为：y＝f(x1,x2,
…
，x
p
)；式中y＝f(x1,x2,
…
，x
p
)
称为响应函数，其为因子变量x1、x2、x3、的2次多项式，由此可将{3，2}的一般模型化成二次正则多项式为：
33.e(y)＝b1x1+b2x2+b3x3+b
12
x1x2+b
13
x1x3+b
23
x2x334.其中：b1＝y1，b2＝y2，b3＝y3，b
12
＝4y
12-2(y1+y2)，b
13
＝4y
13-2(y1+y3)，b
23
＝4y
23-2(y2+y3)；
35.步骤27、根据混料试验结果，计算列出相关性能指标的回归方程式，并求解获得基料最佳组成；
36.步骤3、选定胶凝材料基准掺量、变化范围；
37.所述步骤3中胶凝材料的掺加，分为以石灰粉煤灰为胶凝组分与以水泥为胶凝组分；
38.所述步骤3中在以石灰粉煤灰为胶凝组分时，石灰：粉煤灰之间的比例在1：2～1：4之间；石灰-粉煤灰：基料之间的比例在30：70～10：90之间；并选择多种梯度的胶凝材料掺量，进行后续步骤；
39.所述步骤3中在以水泥为胶凝组分时，适量水泥可有效提高了生土材料的性能，但掺量过高也会增加裂缝出现的几率，并随着水泥掺入量的增大，生土材料开裂的可能性也增大，选取水泥掺量在2％～10％之中，选择多种梯度的掺量，进行后续步骤；
40.步骤4、以步骤3所选定的胶凝材料掺量完成生土材料试件的制作
41.所述步骤4、生土材料试件的制作是按照现行国家相关试验方法，将步骤3具备不同胶凝组分掺量的生土材料通过击实确定最大干密度、最佳含水率，随后以最大干密度、最佳含水率进行配料，按一定的加载速率与终控荷载，压实成型生土材料试件，最后完成生土材料试件的制作；
42.步骤5、养护步骤4所制作的生土材料试件至规定龄期，并完成生土材料抗压强度的测量；
43.所述步骤5、是对步骤4压实成型后的生土材料进行养护，并在养护至规定龄期后，以一定的加载速率与终控荷载，对养护完成的试件进行抗压强度的测量；
44.步骤6、完成生土材料配合比的确定
45.所述步骤6的生土材料配合比的确定是，以生土材料目标强度为依据，综合步骤5得到的不同胶凝材料掺量下的抗压强度试验结果，确定胶凝材料用量，进而确定各种原材料用量，完成生土材料配合比的确定；
46.所述步骤7的耐久性能验证包括：耐水、抗冲刷、干湿循环、冻融循环；
47.所述步骤7中、若耐久性能的测试无法满足要求时，则调整步骤3中的胶凝材料掺量，即重复步骤3～7；
48.进一步地，所述国家规范中未有针对再生骨料应用于生土材料有明确指标要求，则记录相关再生骨料的试验结果，为后续生土材料的组成设计提供参考；
49.进一步地，所述步骤2中的步骤27的相关性能指标是最大干密度与抗压强度；
50.采用以上方案，本发明公开的工程渣土基生土材料的配合比设计方法，具有以下优点：
51.(1)本发明的工程渣土基生土材料的配合比设计方法，采用单形格子设计法与二阶混料规范多项式模型确定工程渣土—再生粗骨料—再生细骨料基料体系的组成，使得对
于工程渣土的利用不再受限于特定级配，进而不局限于某一特定地区或特定工程；对不同来源的工程渣土制备生土材料具有普遍适用性，解决了工程渣土来源复杂、技术推广难、应用范围小等问题；
52.(2)本发明的工程渣土基生土材料的配合比设计方法，通过再生骨料调整基料颗粒级配，更大比例利用工程渣土，解决工程渣土利用率低的问题；
53.(3)本发明的工程渣土基生土材料的配合比设计方法，以抗压强度设计为目标选择胶凝材料组成，经过强度校核确定生土材料的配合比，并进行耐久性验证；充分利用再生骨料的集料效应和微细颗粒的潜在活性，并无需添加外加剂，总体成本较低；
54.综上所述，本发明公开的工程渣土基生土材料的配合比设计方法，采用单形格子设计法与二阶混料规范多项式模型确定工程渣土—再生粗骨料—再生细骨料基料体系的组成，使得对于工程渣土的利用不再受限于特定级配，进而不局限于某一特定地区或特定工程；以抗压强度设计为目标选择胶凝材料组成，经过强度校核确定生土材料的配合比，并进行耐久性验证；无需添加外加剂，总体成本低；本发明对不同来源的工程渣土制备生土材料具有普遍适用性，解决了工程渣土来源复杂、技术推广难、利用率低、应用范围小等问题。
55.以下将结合具体实施方式对本发明的构思、具体技术方案及产生的技术效果做进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
56.图1为本发明工程渣土基生土材料的配合比设计方法的流程示意图；
57.图2为本发明工程渣土基生土材料的配合比设计方法实施例1中，步骤2中的单形格子法设计实验点图；
58.图3为本发明工程渣土基生土材料的配合比设计方法实施例1中，工程渣土基生土材料抗压强度结果图；
59.图4为本发明工程渣土基生土材料的配合比设计方法实施例1中，工程渣土基生土材料耐久性能结果图。
具体实施方式
60.以下介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，这些实施例为示例性描述，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
61.实施例1、采用本发明方法完成北京某地区工程渣土基生土材料的配合比设计
62.本实施例1所使用的工程渣土、再生骨料为北京及其周边地区代表性的开挖渣土和建筑垃圾资源化企业生产的再生粗骨料(5～10mm)、再生细骨料(0～4.75mm)；
63.首先进行步骤1、分析测试工程渣土、再生骨料基本性能；
64.所述步骤1中的工程渣土按照国家现行相关土工试验方法进行相关工程渣土性能的测定；
65.本实施例1对工程渣土的试验方法参照现行国家标准《土工试验方法标准》gb/t 50123-2019进行，其中工程渣土，颗粒组成中2mm以下99.2％、0.075mm以下62％；液限17.2％，塑限4.0％，按《建筑地基基础设计规范》gb50007划分为粉质粘土；
66.所述步骤1中的再生骨料按来源分为砖混再生骨料和混凝土再生骨料，按粒径分为再生粗骨料、再生细骨料；
67.所述再生骨料的性能测定按照国家现行的混凝土和砂浆用再生粗骨料、混凝土和砂浆用再生细骨料标准进行；
68.本实施例1将再生骨料分为砖混再生骨料(b)和混凝土再生骨料(c)；再生骨料试验方法参照《混凝土和砂浆用再生细骨料》gb/t 25176-2010、《混凝土和砂浆用再生粗骨料》gb/t 25177-2010，试验结果见下表1；
69.表1再生骨料相关性能表
[0070][0071][0072]
具体实施时的步骤2、采用单形格子法完成基料组成的变量设计；
[0073]
所述步骤2中、采用单形格子设计法与二阶混料规范多项式模型来完成工程渣土—再生粗骨料—再生细骨料的三元体系基料的确定；
[0074]
具体实施中，工程渣土占比不低于60％，设计条件如下：首先进行步骤21、设工程渣土(x1)、细骨料(x2)、粗骨料(x3)，其中限制条件为：总质量x1+x2+x3＝1，x1≥0.60；x2≥0.10；x3≥0.10；
[0075]
所述步骤22、根据步骤21的相关关系，设计相关试验点，并按设计的相关试验点，计算配料方案；
[0076]
本次实施例1共设计了6个设计点，设计试验点见图2所示；按照设计点计算的配料方案见表2；
[0077]
表2配料方案表
[0078][0079]
所述步骤23，对步骤22得到的配料方案，按照一定比例的加水量进行拌合，拌合后进行击实，并完成干密度与含水率的测定，最终确定最大干密度、最佳含水率；
[0080]
本次实施例1对每个配料按12％～20％五组加水量进行拌合，按gb/t50123-2019《土工试验方法标准》的轻型击实法进行击实，测定干密度和最佳含水率，最大干密度试验结果见下表3；
[0081]
表3最大干密度试验结果表
[0082][0083][0084]
所述步骤24、根据步骤23测得的确定的干密度与最佳含水率，采用合适规格的钢试模配合压板，按步骤3确定的最大干密度、最佳含水率压实成型试件；
[0085]
本次实施例1是采用规格为70.7mm
×
70.7mm
×
150mm的钢试模配合压板，使用微机控制电液伺服压力试验机，设置加载速率为300n/s，终控荷载20kn进行压实成型；
[0086]
所述步骤25、将步骤24压实成型的试件进行养护，养护完成后，对试件进行强度试验；
[0087]
具体实施时，是将试件在室温条件下养护至7d，强度试验为抗压强度测试，测试所采用的仪器为微机控制电液伺服压力试验机，设置加载速率为1kn/s，终控荷载200kn进行强度试验，试验结果见下表4；
[0088]
表4试件抗压强度试验表
[0089]
编号抗压强度(mpa)编号抗压强度(mpa)b-12.21c-12.08b-21.97c-21.09b-31.20c-31.16b-41.42c-41.96b-52.15c-51.57b-62.95c-62.47
[0090]
所述步骤26、建立混料试验回归方程；
[0091]
所述混料试验回归方程为：y＝f(x1,x2,
…
，x
p
)；式中y＝f(x1,x2,
…
，x
p
)称为响应函数，本实施例1中，响应函数为因子变量x1,x2,x3的2次多项式，由此可将{3，2}的一般模型化成二次正则多项式为：
[0092]
e(y)＝b1x1+b2x2+b3x3+b
12
x1x2+b
13
x1x3+b
23
x2x3[0093]
其中：b1＝y1，b2＝y2，b3＝y3，b
12
＝4y
12-2(y1+y2)，b
13
＝4y
13-2(y1+y3)，b
23
＝4y
23-2(y2+y3)；
[0094]
所述步骤27、根据混料试验结果，计算列出相关性能指标的回归方程式，并求解获得基料最佳组成；根据混料试验结果，上述混料试验回归方程中的公式和编码值xi与实际成分zi的转化公式，以及z1、z2、z3的最小值为0.60、0.10、0.10，可得x1＝5z1-3，x2＝5z2-0.5，x3＝5z3-0.5；计算求得最大干密度和7d抗压强度的规范变量正则多项式回归方程见下表5；
[0095]
表5规范变量正则多项式回归方程
[0096][0097][0098]
本次实施例1，利用lingo(linear interactive and general optimizer)软件，将相关约束条件带入，对上表5中方程式求最大值解，从最大干密度、抗压强度和骨料掺量三个维度进行对比分析；
[0099]
当x1＝0.6、x2＝0.1、x3＝0.3时，其综合评分最高，即通过步骤2最终确定，在基于本实施例1所选用的工程渣土、再生粗骨料、再生细骨料的基本性能下，其基料最佳组成为：工程渣土-60％、再生粗骨料-30％、再生细骨料-10％；下方表6是本实施例1、步骤2中采用单形格子点设计试验的结果方程式；
[0100]
表6单形格子点设计试验结果方程式
[0101][0102]
所述步骤3、选定胶凝材料基准掺量、变化范围；
[0103]
所述步骤3中胶凝材料的掺加，分为以石灰粉煤灰为胶凝组分与以水泥为胶凝组分；
[0104]
所述步骤3中在以石灰粉煤灰为胶凝组分时，石灰：粉煤灰之间的比例在1：2～1：4之间；石灰-粉煤灰：基料之间的比例在30：70～10：90之间；并选择多种梯度的胶凝材料掺量，进行后续步骤；
[0105]
本次实施例1、考虑到再生骨料中的部分再生微粉需要碱性环境激发，对石灰掺量进行调整，最终选择五种胶凝材料掺量(石灰+粉煤灰)6+12、7+12、7+13、8+13、8+14进行试验；
[0106]
所述步骤3中在以水泥为胶凝组分时，适量水泥可有效提高了生土材料的性能，但掺量过高也会增加裂缝出现的几率，并随着水泥掺入量的增大，生土材料开裂的可能性也增大，选取水泥掺量在2％～10％之中，选择多种梯度的掺量，进行后续步骤；
[0107]
本次实施例1、选取了水泥掺量为2％、4％、6％、8％、10％的5个梯度进行后续试
验；
[0108]
所述步骤4、以步骤3所选定的胶凝材料掺量完成生土材料试件的制作；
[0109]
所述步骤4、生土材料试件的制作是按照现行国家相关试验方法，将步骤3具备不同胶凝组分掺量的生土材料通过击实确定最大干密度、最佳含水率，随后以最大干密度、最佳含水率进行配料，按一定的加载速率与终控荷载，压实成型生土材料试件；
[0110]
所述步骤4按照gb/t 50123-2019《土工试验方法标准》进行击实；按加载速率为300n/s，终控荷载20kn压实成型生土材料试件；
[0111]
步骤5、养护步骤4所制作的生土材料试件至规定龄期，并完成生土材料抗压强度的测量；
[0112]
所述步骤5、是对步骤4压实成型后的生土材料进行养护，并在养护至规定龄期后，以一定的加载速率与终控荷载，对养护完成的试件进行抗压强度的测量；
[0113]
具体实施时，所述步骤5标准养护至规定龄期，加载速率为1kn/s，终控荷载200kn测定生土材料抗压强度；测试试验结果如下表7所示；
[0114]
表7生土材料抗压强度测试表
[0115][0116]
具体实施中，本实施例1所述工程渣土基生土材料抗压强度可见图2所示；
[0117]
所述步骤6的生土材料配合比的确定是，以生土材料目标强度为依据，综合步骤5得到的不同胶凝材料掺量下的抗压强度试验结果，确定胶凝材料用量，进而确定各种原材料用量，完成生土材料配合比的确定；
[0118]
所述步骤7的耐久性能验证包括：耐水、抗冲刷、干湿循环、冻融循环；
[0119]
本次实施例1所做的耐久性能验证结果图共四项，其具体结果如图3所示；
[0120]
本次实施例1所得到的耐久性能验证可以达到并满足要求，故本实施例1则无需再调整调整步骤3中的胶凝材料掺量；
[0121]
若在所述步骤7中，耐久性能的测试无法满足要求时，则调整步骤3中的胶凝材料掺量，即重复步骤3～7，直到试件可以达到耐久性能测试。
[0122]
对比例1、采用现有技术的一种再生利用建筑垃圾的生土基砌块及制作方法
[0123]
所述对比例1、包括长方体的生土基砌块本体，或在生土基砌块本体中设有开孔，开孔沿生土基砌块本体高度纵向开设，通孔为单孔、双孔或三孔；所述单孔开设于生土基砌块中心，双孔或三孔对称开设于生土基砌块中；且开孔孔径占生土基砌块长度的1/5；生土基砌块材料包括建筑废土100份，建筑垃圾混凝土20份，水泥10份，石灰0～5份，纤维0～0.3
份，建筑胶0.1～0.2份，建筑垃圾砖骨料20份；本对比例1大幅提升生土基砌块产品的抗压强度，解决了传统生土建筑安全性差的问题。
[0124]
对比例2、采用现有技术的一种基于废弃窖泥的生土建筑材料及其制备方法和应用
[0125]
所述对比例2、基于废弃窖泥的生土建筑材料以废弃窖泥以及外加剂等作为原料，通过将废弃窖泥预处理后加入以矿渣粉、水泥、木质磺酸钙、碳酸钠、硅酸钾粉、二水硫酸钙、聚乙烯醇胶粉、硫酸钠组成的外加剂，制成生土建筑材料，制备的基于废弃窖泥的生土建筑材料的强度高，耐久性与力学性能好。
[0126]
对比分析：所述对比例1、规定的建筑废土粒径在0.003～20mm，不同粒径在建筑废土占比分别为：粒径＜20mm占100％、粒径＜5mm占95.7％、粒径＜1mm占93.2％、粒径＜0.4mm占92.4％、粒径＜0.2mm占91.6％、粒径＜0.08mm占87.5％、粒径＜0.055mm占65.8％、粒径＜0.04mm占62.3％、粒径＜0.025mm占58.1％、粒径＜0.017mm占37.8％、粒径＜0.01mm占24.5％、粒径＜0.007mm占16.8％、粒径＜0.005mm占13.3％、粒径＜0.003mm占7.7％；
[0127]
工程渣土的颗粒组成为其自然特性，与地区地质条件相关，只有某一特定区域或特定工程的渣土可能满足以上粒径规定；
[0128]
故对比例1所采用的现有技术，提供的粒径控制仅对该发明研究过程使用的特定的渣土适用；普适范围极窄，若依靠人工改变其颗粒组成满足以上粒径要求，生产上繁琐，成本上大幅提高，及其不可行，不具有大范围推广应用的价值；
[0129]
所述对比例2、采用现有技术，所用的窑泥，仅以颗粒粒径在5mm以下为质量要求，缺乏级配控制，未引入骨料强化改性，单纯依靠外加剂满足生土材料的强度和耐久性要求，且外加剂的原料包括矿渣粉、水泥、木质磺酸钙、碳酸钠、硅酸钾粉、二水硫酸钙、聚乙烯醇胶粉、硫酸钠等，组成复杂，部分原料价格很高，生产上配料难度和成本高，亦不具备大范围推广应用的价值。
[0130]
综上所述，本专利技术方案，分析测试不同来源工程渣土、再生骨料的基本性能；采用单形格子设计法与二阶混料规范多项式模型确定工程渣土—再生粗骨料—再生细骨料基料体系的组成，使得对于工程渣土的利用不再受限于特定级配，进而不局限于某一特定地区或特定工程；以抗压强度设计为目标选择胶凝材料组成，经过强度校核确定生土材料的配合比，并进行耐久性验证；本发明对不同来源的工程渣土制备生土材料具有普遍适用性，解决了工程渣土来源复杂、技术推广难、利用率低、应用范围小等问题。
[0131]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员，无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的试验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种工程渣土基生土材料的配合比设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、分析测试工程渣土、再生骨料基本性能；步骤2、采用单形格子法完成基料组成的变量设计；步骤3、选定胶凝材料基准掺量、变化范围；步骤4、以步骤3所选定的胶凝材料掺量完成生土材料试件的制作；步骤5、养护步骤4所制作的生土材料试件至规定龄期，并完成生土材料抗压强度的测量；步骤6、完成生土材料配合比的确定；步骤7、根据需要进行耐久性能验证，不能满足要求时，调整胶凝材料掺量，重复步骤3～7。2.如权利要求1所述配合比设计方法，其特征在于，所述步骤1中的工程渣土按照国家现行相关土工试验方法进行相关工程渣土性能的测定；所述步骤1中的再生骨料按来源分为砖混再生骨料和混凝土再生骨料；按粒径分为再生粗骨料、再生细骨料；所述再生骨料的性能测定按照国家现行的混凝土和砂浆用再生粗骨料、混凝土和砂浆用再生细骨料标准进行。3.如权利要求1所述配合比设计方法，其特征在于，所述步骤2中、采用单形格子设计法与二阶混料规范多项式模型来完成工程渣土—再生粗骨料—再生细骨料的三元体系基料的确定；所述步骤2包括以下步骤：步骤21、设工程渣土(x1)、细骨料(x2)、粗骨料(x3)，其中限制条件为：总质量x1+x2+x3＝1，x1≥0.60；x2≥0.10；x3≥0.10；步骤22、根据步骤21的相关关系，设计相关试验点，并按设计的相关试验点，计算配料方案；步骤23，对步骤22得到的配料方案，按比例加水进行拌合，拌合后进行击实，并完成干密度与含水率的测定，最终确定最大干密度、最佳含水率；步骤24、根据步骤23测得的确定的干密度与最佳含水率，采用钢试模配合压板，按步骤3确定的最大干密度、最佳含水率压实成型试件；步骤25、将步骤24压实成型的试件进行养护，养护完成后，对试件进行强度试验；步骤26、建立混料试验回归方程；所述步骤26的混料试验回归方程为：y＝f(x1,x2,
…
，x
p
)；式中y＝f(x1,x2,
…
，x
p
)称为响应函数，其为因子变量x1、x2、x3、的2次多项式，由此可将{3，2}的一般模型化成二次正则多项式为：e(y)＝b1x1+b2x2+b3x3+b
12
x1x2+b
13
x1x3+b
23
x2x3其中：b1＝y1，b2＝y2，b3＝y3，b
12
＝4y
12-2(y1+y2)，b
13
＝4y
13-2(y1+y3)，b
23
＝4y
23-2(y2+y3)；步骤27、根据混料试验结果，计算列出相关性能指标的回归方程式，并求解获得基料最佳组成。
4.如权利要求1所述配合比设计方法，其特征在于，所述步骤3中胶凝材料的掺加，分为以石灰粉煤灰为胶凝组分与以水泥为胶凝组分；所述步骤3中在以石灰粉煤灰为胶凝组分时，石灰：粉煤灰之间的比例在1：2～1：4之间；石灰-粉煤灰：基料之间的比例在30：70～10：90之间；并选择多种梯度的胶凝材料掺量，进行后续步骤；所述步骤3中在以水泥为胶凝组分时，选取水泥掺量在2％～10％之中，选择多种梯度的掺量，进行后续步骤。5.如权利要求1所述配合比设计方法，其特征在于，所述步骤4、生土材料试件的制作是按照现行国家相关试验方法，将步骤3具备不同胶凝组分掺量的生土材料通过击实确定最大干密度、最佳含水率，随后以最大干密度、最佳含水率进行配料，压实成型生土材料试件，最后完成生土材料试件的制作。6.如权利要求1所述配合比设计方法，其特征在于，所述步骤5、是对步骤4压实成型后的生土材料进行养护，并在养护至规定龄期后，对养护完成的试件进行抗压强度的测量。7.如权利要求1所述配合比设计方法，其特征在于，所述步骤6的生土材料配合比的确定是，以生土材料目标强度为依据，综合步骤5得到的不同胶凝材料掺量下的抗压强度试验结果，确定胶凝材料用量，进而确定各种原材料用量，完成生土材料配合比的确定。8.如权利要求1所述配合比设计方法，其特征在于，所述步骤7的耐久性能验证包括：耐水、抗冲刷、干湿循环、冻融循环；所述步骤7中、若耐久性能的测试无法满足要求时，则调整步骤3中的胶凝材料掺量，即重复步骤3～7。9.如权利要求1所述配合比设计方法，其特征在于，所述步骤1中国家规范中未有针对再生骨料应用于生土材料有明确指标要求，则记录相关再生骨料的试验结果，为后续生土材料的组成设计提供参考；所述步骤2中的步骤27的相关性能指标是最大干密度与抗压强度。

技术总结
本发明公开了一种工程渣土基生土材料的配合比设计方法包括：分析测试不同来源工程渣土、再生骨料的基本性能；采用单形格子设计法与二阶混料规范多项式模型确定工程渣土—再生粗骨料—再生细骨料基料体系的组成，使得对于工程渣土的利用不再受限于特定级配，进而不局限于某一特定地区或特定工程；以抗压强度设计为目标选择胶凝材料组成，经过强度校核确定生土材料的配合比，并进行耐久性验证；本发明对不同来源的工程渣土制备生土材料具有普遍适用性，解决了工程渣土来源复杂、技术推广难、利用率低、应用范围小等问题。应用范围小等问题。应用范围小等问题。


技术研发人员：周文娟 何晓 刘洋 周理安 李飞 王华萍
受保护的技术使用者：北京建筑大学
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/7/7