申请/专利权人：长沙理工大学

申请日：2023-08-07

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117007429B

主分类号：G01N3/08

分类号：G01N3/08;G01N3/32

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2023.11.24#实质审查的生效;2023.11.07#公开

摘要：本发明公开了一种考虑静偏应力水平的路基土动力性能试验方法，包括以下步骤：参照试验规程制作试件，按照加载序列依次进行试验，记录各序列下的回弹模量；按照加载序列中的应力状态开展循环加载，重复加载多次，制作路基土永久变形‑加载次数曲线；所述加载序列包括围压、循环应力、接触应力、接触应力与循环应力比、加载次数；以循环应力模拟行车动载，以接触应力模拟自重应力；根据试验结果拟合得到回弹模量和永久变形的预估模型。本发明全面考虑了路基内部应力状态，将路基土动力性能从浅层拓展到路基全部范围，更符合路基实际受力状态，更适合高填路基。

主权项：1.一种考虑静偏应力水平的路基土动力性能试验方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，参照试验规程制作试件，按照加载序列依次进行试验，记录各序列下的回弹模量；按照加载序列中的应力状态开展循环加载，重复加载多次，制作路基土永久变形-加载次数曲线；所述加载序列包括围压、循环应力、接触应力、接触应力与循环应力比、加载次数；以循环应力模拟行车动载，以接触应力模拟自重应力；S2，根据试验结果拟合得到回弹模量和永久变形的预估模型；进一步的，所述S1中，加载序列应力状态的确定：S11，通过移动荷载作用下路面结构动力响应计算方法，在多种已有路面结构各层结构参数中随机生成多组不同厚度、不同弹性模量、不同水平和垂直方向弹性模量比、不同层间接触条件的路面结构，分别计算在不同车速下多个路基不同深度处的竖向动载、水平动载；S12，根据路基内部应力状态和三轴试验应力状态的关系式，建立从路基动力响应到室内三轴试验加载应力状态的关系，如式4所示，获得不同路面结构下路基不同深度位置的围压、循环应力及接触应力组合； 式中，k0为静止土压力系数，在弹性体系内，k0＝μ1-μ，μ表示泊松比；ρ为路基土密度；z为路基中某一点与路基面垂直的距离；g为重力加速度；σ3表示围压，σd表示循环应力，σD1为竖向动载；σc表示接触应力；σ0为上覆路面结构重度；σD3为水平动载，按式5计算： 式中，σDx和σDy分别为x方向和y方向的动载大小，即道路纵向和横向的动载大小；S13，在接触应力-循环应力-围压的三维应力空间内将所有路基应力状态进行绘制，并找到应力状态的包络顶面及包络底面，在包络顶面及包络底面上基于多水平的围压、接触应力和循环应力，选取典型应力状态点，按照循环应力从小到大的原则，对最典型应力状态进行重新排列，即得；进一步的，所述S11中，通过式3考虑路基回弹模量沿深度的非均匀分布；EvNz＝Ev0+Ev∞-Ev01-e-αz3式中，EvNz为路基沿深度的垂直弹性模量，MPa；Ev0为路基表面回弹模量；Ev∞为路基无穷处垂直回弹模量，MPa；α为无量纲常数；e为自然常数；进一步的，所述S2中，回弹模量的预估模型见式1： 式中，MR为回弹模量；k0，k1，k2，k3为拟合参数；θ为体应力，θ＝3σ3+σc+σd；τoctD为动偏应力，τoctS为静偏应力，σ3为围压；σc为接触应力；σd为循环应力，pa为大气压；进一步的，所述S2中，永久变形的预估模型见式2： 式中，ω为永久变形；α0，α1，α2，α3，α4为拟合参数；θ为体应力，θ＝3σ3+σc+σd；τoctD为动偏应力，τoctS为静偏应力，σ3为围压；σc为接触应力；σd为循环应力；N为循环荷载加载次数，pa为大气压。

全文数据：

权利要求：

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