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路基土动态回弹模量预估进展与展望

中国公路学报 2020年第1期33卷 1-13页

作者：张军辉彭俊辉郑健龙长沙理工大学公路养护技术国家工程实验室湖南长沙410114

路基动态回弹模量是路面结构设计的重要参数,而路基土回弹模量MR的预估是确定路基回弹模量的基础。基于此,总结分析国内外路基土动态回弹模量预估模型的主要成果,并根据预估模型变量的不同,将典型预估模型分成了3类:第1类(A类)是以应力... 详细信息

路基动态回弹模量是路面结构设计的重要参数,而路基土回弹模量MR的预估是确定路基回弹模量的基础。基于此,总结分析国内外路基土动态回弹模量预估模型的主要成果,并根据预估模型变量的不同,将典型预估模型分成了3类:第1类(A类)是以应力为变量的预估模型;第2类(B类)是将基质吸力耦合到应力变量中的预估模型;第3类(C类)是将基质吸力作为独立应力变量的预估模型。进而,从每类模型中选取2个被广泛接受的代表性模型,并采用3种土样的重复加载动三轴试验数据,对各类模型的适用性和特点进行分析。结果表明:A类模型形式简单,考虑了体应力、偏应力、八面体剪应力等应力变量对路基土动态回弹模量的影响,但对路基湿度状态的反映仅体现在k1,k2,k3等模型参数中;B类模型是基于微观力学理论和热力学定律或基于Bishop非饱和土的有效应力原理提出的,若通过试验确定有效应力参数,成本高且设备不易操作,若通过经验公式来确定则误差较大;C类模型又分为将基质吸力作为应力的增量和乘积2种形式,增量形式导致MR随基质吸力的变化不受围压、循环偏应力的影响,与实际情况不符,而乘积形式可避免该现象的产生;建议采用乘积的形式来反映基质吸力对路基土动态回弹模量的贡献。此外,为提出适用于中国路基路面设计体系的路基土回弹模量预估模型,应在加载序列、基质吸力测试、预估模型构建、干湿循环影响等方面开展进一步研究。

关键词：道路工程动态回弹模量综述路基土基质吸力预估模型

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路基土抗剪强度与化学及矿物成分的关系

吉林大学学报（工学版） 2019年第3期49卷 766-772页

作者：王静吕翔曲肖龙钟春玲张云龙吉林建筑大学交通科学与工程学院长春130118 吉林大学交通学院长春130022 吉林省高等级公路建设局长春130033

为了从矿化组成层面上揭示路基土宏观力学特性的变化规律,对不同塑性指数路基土进行了化学主次成分量测定、全岩矿物组成和黏土矿物相对含量测定,基于灰色关联理论,分析了各矿物含量与路基土抗剪强度及其参数(黏聚力和内摩擦角)的关联... 详细信息

为了从矿化组成层面上揭示路基土宏观力学特性的变化规律,对不同塑性指数路基土进行了化学主次成分量测定、全岩矿物组成和黏土矿物相对含量测定,基于灰色关联理论,分析了各矿物含量与路基土抗剪强度及其参数(黏聚力和内摩擦角)的关联性。研究结果表明:在土样的化学成分中,FeO、K_2O和SiO_2与土样的抗剪强度关联最大,且关联度均大于0. 9;P_2O_5与黏聚力关联最大,关联度大于0. 85;Na_2O、SiO_2、K_2O和FeO与土样的内摩擦角有较大关联,其中Na_2O、SiO_2与土样的关联度大于0. 9,K_2O、FeO的关联度大于0. 8。在全岩矿物组成方面,碱性长石(f_s)和石英(Q)与土样的抗剪强度、内摩擦角和黏聚力均有密切关联,关联度大于0. 9;而斜长石(Pl)与土样的宏观力学特性关联度很低,可以忽略其含量对抗剪强度及其参数的影响。在黏土矿物相对含量方面,伊利石和蒙脱石混层(I/S)与土样的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角均有密切关联;伊利石(I)在一定程度上与土样的黏聚力关联度较大;高岭石(K)与土样的抗剪强度及其参数的关联度不大,在分析土的宏观力学特性时可以不予考虑。

关键词：道路工程路基土抗剪强度及参数化学全分析灰色关联

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路基土回弹模量应力依赖性分析及预估模型

土木工程学报 2007年第6期40卷 95-99,104页

作者：陈声凯凌建明罗志刚同济大学

通过室内重复加载三轴试验研究4种常用路基土的回弹特性,分析回弹模量对体应力、侧向应力、偏应力的依赖关系。试验结果表明,回弹模量值是两个应力变量的函数,且当其中一个变量保持不变时,回弹模量值随另一变量呈非线性变化,函数关系应... 详细信息

通过室内重复加载三轴试验研究4种常用路基土的回弹特性,分析回弹模量对体应力、侧向应力、偏应力的依赖关系。试验结果表明,回弹模量值是两个应力变量的函数,且当其中一个变量保持不变时,回弹模量值随另一变量呈非线性变化,函数关系应为幂函数形式。在此分析基础上,参考Uzan模型表达式,以偏应力和体应力为变量回归得出相应的路基土回弹模量预估模型,拟合结果良好。模型的建立,有利于更好地理解路基土的回弹特性,并为路基模量设计值的取用与路面结构力学响应计算提供可靠的技术依据。

关键词：路基土回弹模量重复加载三轴试验应力依赖性预估模型

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路基土回弹模量影响因素分析

建筑材料学报 2007年第4期10卷 446-451页

作者：凌建明陈声凯曹长伟同济大学道路与交通工程教育部重点试验室上海200092 上海市公路管理处上海200063

采用室内重复加载三轴试验测试了不同性质路基土的回弹模量(Erm),分析了应力级位、含水量和压实度对路基土回弹模量的影响.结果表明:偏应力(dσ)和侧向应力(3σ)对路基土回弹模量均有显著影响,含水量对路基土回弹模量的影响非常大,而压... 详细信息

采用室内重复加载三轴试验测试了不同性质路基土的回弹模量(Erm),分析了应力级位、含水量和压实度对路基土回弹模量的影响.结果表明:偏应力(dσ)和侧向应力(3σ)对路基土回弹模量均有显著影响,含水量对路基土回弹模量的影响非常大,而压实度同样是一个主要影响因素.路基土回弹模量测试及取值应遵循的条件为:估算路基土实际受力水平以确定应力级位;根据Miner线性累加损坏准则,对全年各季节不同含水量状况下的路基土回弹模量取加权平均值;压实度可根据实际施工水平取值,或取95%.

关键词：路基土回弹模量重复加载三轴试验应力状况含水量压实度

地裂缝带路基土不均匀轴向变形的铰接组合元件模拟

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中国铁道科学 2015年第1期36卷 11-17页

作者：卢全中李力彭建兵陈树峰胡鹏吴辉龙长安大学地质工程系陕西西安710054 长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安710054

地裂缝带路基土具有不均匀胶结的结构性,在三轴压缩条件下可发生不均匀变形。由于采用传统单元件以及刚性连接建立的组合元件模型不能反映其变形特性,因此将传统元件模型的刚性连接局部变为铰链连接,建立能反映不均匀轴向变形的铰接元... 详细信息

地裂缝带路基土具有不均匀胶结的结构性,在三轴压缩条件下可发生不均匀变形。由于采用传统单元件以及刚性连接建立的组合元件模型不能反映其变形特性,因此将传统元件模型的刚性连接局部变为铰链连接,建立能反映不均匀轴向变形的铰接元件模型。运用该模型对三轴压缩条件下地裂缝带路基土的应力应变关系进行模拟的结果表明,该模型能较好反映地裂缝带路基土的不同变形阶段,同时还可以体现试样的渐进性破损和不均匀轴向变形现象。对几种简单铰接元件模型和传统固接模型的对比结果表明,铰接元件模型在弹性变形阶段的弹性模量相对较小,而屈服应力明显增大,反映了铰接元件模型的变形协调能力。

关键词：地裂缝带路基土不均匀轴向变形组合元件模型铰接模型应力应变关系

路基土非线性性质对半刚性基层模量反算的影响

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长安大学学报（自然科学版） 2003年第6期23卷 15-18页

作者：周振华郑传超长安大学公路学院陕西西安710064

采用数值仿真技术,利用有限元软件MSC-NASTRAN模拟承载板试验,在充分考虑路基土非线性性质的基础上,对半刚性基层及底基层材料进行了模量反算。结果发现,路基土非线性性质对半刚性底基层的模量反算影响较大,而对半刚性基层的模量反算影... 详细信息

采用数值仿真技术,利用有限元软件MSC-NASTRAN模拟承载板试验,在充分考虑路基土非线性性质的基础上,对半刚性基层及底基层材料进行了模量反算。结果发现,路基土非线性性质对半刚性底基层的模量反算影响较大,而对半刚性基层的模量反算影响相对较小;另外还得到了一些较有价值的结果,对现场测定半刚性材料模量有一定的参考价值。

关键词：道路工程路基土半刚性基层非线性路基土回弹模量数值仿真

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地裂缝带路基土的压缩特性及防治对策

中国公路学报 2015年第7期28卷 10-17页

作者：卢全中吴辉龙彭建兵胡鹏刘阳长安大学地质工程系陕西西安710054 长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安710054

通过侧限压缩和三轴压缩试验以及野外调查，分析了裂隙和含水率对裂缝带土压缩性质的影响，总结了地裂缝带路面的4种变形破坏形式，提出了公路地裂缝灾害的避绕、适应和减缓等综合防治措施。试验结果表明：侧限压缩条件下，裂缝带土在0... 详细信息

通过侧限压缩和三轴压缩试验以及野外调查，分析了裂隙和含水率对裂缝带土压缩性质的影响，总结了地裂缝带路面的4种变形破坏形式，提出了公路地裂缝灾害的避绕、适应和减缓等综合防治措施。试验结果表明：侧限压缩条件下，裂缝带土在0～50kPa和大于200kPa时的压缩性明显大于非裂缝带土；三轴压缩条件下，裂缝带土中裂隙的变形方式有压缩变形、剪切变形、纵向拉张变形、横向拉张变形和旋转变形5种，裂隙的局部变形特征决定了裂缝带土的整体变形方式；同一裂缝带土的强度随着含水率的增大而降低。

关键词：道路工程地裂缝带压缩试验路基土防治路面变形破坏

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长期循环荷载作用下路基土累积残余变形模拟

土木工程学报 2013年第10期46卷 135-142页

作者：刘萌成谢波高玉峰詹小丽浙江工业大学浙江杭州310014 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098

现有累积变形经验公式都有各自的局限性,因为这些经验公式通常适用于特定类型路基土。依据循环荷载作用下路基土动力响应特性,分析获得路基土累积残余变形演化规律,建立累积残余变形δr关于压实度K、作用次数N、动应力水平s以及应力路... 详细信息

现有累积变形经验公式都有各自的局限性,因为这些经验公式通常适用于特定类型路基土。依据循环荷载作用下路基土动力响应特性,分析获得路基土累积残余变形演化规律,建立累积残余变形δr关于压实度K、作用次数N、动应力水平s以及应力路径长度l这4项控制性因子的统一数学表达式。针对粉质黏土路基开展了循环三轴和环道模型试验,测试结果表明:在循环荷载长期作用下,δr随着N的增加而不断累积,荷载作用初期δr增长迅速,之后变化率持续减缓,最终δr渐趋稳定并达到安定状态。对比分析模型预测与测试结果表明:文中模型预测值与循环三轴和环道试验测试值较为吻合,反映了循环荷载作用下路基土残余变形发展趋势及其在多重因素作用下的演化规律,由此验证模型的合理性和可靠性。

关键词：路基土循环荷载累积残余变形经验公式试验验证

含水率变化下压实路基土动态回弹模量试验研究与预估模型

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岩土工程学报 2019年第1期41卷 175-183页

作者：刘维正曾奕珺姚永胜张军辉中南大学土木工程学院湖南长沙410075 长沙理工大学公路养护技术国家工程实验室湖南长沙410114

路基土动态回弹模量MR是路面设计和使用性能评价采用的关键参数,运营期间受含水率变化影响显著。以压实红黏土为研究对象,制备了6个不同含水率和3种不同压实度的试样,采用滤纸法测试了不同状态下的基质吸力,并通过动三轴试验研究了含水... 详细信息

路基土动态回弹模量MR是路面设计和使用性能评价采用的关键参数,运营期间受含水率变化影响显著。以压实红黏土为研究对象,制备了6个不同含水率和3种不同压实度的试样,采用滤纸法测试了不同状态下的基质吸力,并通过动三轴试验研究了含水率、压实度、动偏应力和围压对动态回弹模量的影响。试验结果表明:MR随压实度、围压的增大而增大,随动偏应力增大呈非线性减小;MR随含水率增大急剧降低,从最佳含水率增加4.5%时,不同压实度下MR均降低约50%,动偏应力和压实度对MR的影响随含水率增大逐渐减弱;MR随含水率和饱和度的变化规律与土性显著相关,而不同土样的MR随基质吸力变化趋势基本一致。进而引入基质吸力,建立了综合考虑含水率和应力水平影响的压实路基土MR预估模型,通过本文和文献试验数据证实了该模型的适用性,并基于13种土样的试验结果建立了模型参数与物性指标之间的经验关系。

关键词：动态回弹模量路基土基质吸力预估模型回归分析