[发明专利]一种路基土体变形模量的室内测试方法

说明书

  

技术领域

本发明涉及到路基压实质量的强度指标检测技术方法，特别涉及一种路基土体变形模量的室内测试方法。 

背景技术

目前，在我国路基压实质量检测的强度指标大多采用地基系数K和压实度指标，地基系数K是通过“试验荷载——沉降曲线”一次加载求得，其沉降形变包括了填料的弹性变形和塑性变形，因此，地基系数K并不能完整、准确的反映路基的土体变形。压实度指标仅能反映路基土体的压实程度，不能反映路基土体在载荷下的形变。路基土体的变形模量E由于考虑了“空间效应应力——变形”的特征，能够较为准确的反映路基土体的实际变形特性，可以用作控制路基填筑的强度指标之一。 

现有技术总分地基系数K和压实度指标的测试都可以在室内试验测得，而变形模量E只能在现场进行测试，并且，对试验场地和环境条件要求较高，例如：现场测试时，测试点必须远离震源，以保证测试精度；雨天或风力大于6级的天气不得进行试验等等。显然，现有技术路基土体变形模量E的测试方法存在着费时费力、测试条件苛刻和费用较高等缺陷。 

发明内容

为解决现有技术路基土体变形模量E的测试方法存在的费时费力、测试条件苛刻和费用较高等缺陷等问题，本发明提出一种路基土体变形模量的室内测试方法。本发明路基土体变形模量的室内测试方法采用击实土样和击实筒整体作为路基土体变形模量的室内测试方法的试件，采用第一次加载卸载、第二次加载卸载检测的每次加载或卸载的荷载值和对应的形变，根据各次加载卸载的荷载值和对应的形变绘制“荷载一沉降量”曲线，并根据下式（2）、（3）、（4）求得曲线 的系数，及， 

                        （2）

                  （3）

                （4）

式中：为常数项，单位为mm；为一次项系数，单位为mm/Mpa；为二次项系数，单位为mm/Mpa；和分别为每一级荷载的应力和相应的荷载板中心的沉降量测试值，单位分别为Mpa和mm；n为每次加载级数，第一次加载为6级，第二次加载为5级；

采用下式（5）计算路基土体的变形模量E_vj：

               （5）

式中：r为圆柱体的半径，单位为mm；σ₁max为第一次加载的最大荷载，单位为Mpa；为常数项，单位为mm；为一次项系数；单位为mm/Mpa；为二次项系数，单位为mm/Mpa；E_vj为第j次加载卸载的变形模量值，j =1,2。

进一步的，本发明路基土体变形模量的室内测试方法包括以下步骤： 

⑴ 按照击实试验标准JTGE40-2007《公路土工试验规程》制备试件，并将击实土样和击实筒整体作为路基土体变形模量的室内测试方法的试件；

⑵ 把试件放在压力机承载台面上，在试件上中央竖直放置一个直径为50mm的圆柱体传力杆，在圆柱体传力杆的上方垫一块承载板，调整承载板，使其保持水平；在承载板的两侧分别安装一个千分表，并调整千分表的位置，使其保持垂直；

⑶ 预压，控制压力机加载荷载的大小和时长，先加压0.05Mpa，保压2 min，使传力杆与试件表面紧密接触，然后卸载，读取千分表的初读数，且以mm为单位记录；

⑷ 进行第一次加载，分6级加载，每级荷载分别为：0.08Mpa、0.16Mpa、0.24Mpa、0.32Mpa、0.4 Mpa和0.5 Mpa，每级荷载加载完后，保压2min后分别记录两个千分表的读数；6级加载完成后开始卸载，分3级卸载，每级卸载后的荷载分别为0.25 Mpa、0.125Mpa和0 MPa，每级卸载后，保压2min后分别记录两个千分表的读数，且以mm为单位记录；

⑸ 进行第二次加载，在第一次加载卸载后，传力杆仍然与试件表面紧密接触，第二次加载分5级加载，每级荷载为：0.08Mpa、0.16Mpa、0.24Mpa、0.32Mpa和0.4 Mpa，每级荷载加载完后，保压2min后分别记录两个千分表的读数，且以mm为单位记录；

⑹ “荷载一沉降量”曲线绘制，以试件的沉降量s作为y轴，单位为mm；加载的每级荷载值作为x值，单位为Mpa；绘制“荷载一沉降量”曲线；

⑺ 求系数、系数 及系数

“荷载—沉降量”曲线，可用下式（1）表达：