土基回彈模量測(cè)定方法

土基回彈模量測(cè)定方法鐵工31210班第五組馮文章景貝貝周列郭楊李垚張伯軒李琨琨安斌麻超王飛揚(yáng)當(dāng)前第1頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)實(shí)驗(yàn)方法的選擇土基的回彈模量是公路設(shè)計(jì)中一個(gè)必不可少的參數(shù)，我國(guó)現(xiàn)有的規(guī)范已給出了不同的自然區(qū)域土質(zhì)的回彈模量值的推薦值。目前國(guó)內(nèi)常用的方法有：承載板法、貝克曼粱法。當(dāng)前第2頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)一、承載板測(cè)定土基回彈模量試驗(yàn)方法1.目的在土基表面上通過(guò)承載板對(duì)土基逐級(jí)加載、卸載的方法，測(cè)出每級(jí)荷載下相應(yīng)的土基回彈變形值，經(jīng)過(guò)計(jì)算求的土基回填模量。2.適用范圍（1）本方法使用于在現(xiàn)場(chǎng)土基表面上測(cè)定土基回彈模量。（2）本方法測(cè)定的是土基回彈模量可作為路面設(shè)計(jì)參數(shù)使用。當(dāng)前第3頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)3.儀具與材料（1）加載設(shè)施：載有鐵塊或集料等重物、后軸重不小于60KN的載重汽車(chē)一輛，作為加載設(shè)備。（2）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試裝置，如圖所示，由千斤頂測(cè)力計(jì)（測(cè)力環(huán)或壓力表）及球座組成。當(dāng)前第4頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)（3）剛性承載板一塊，板厚約20mm，直徑為30cm，直徑兩端設(shè)有立柱可以調(diào)整高度的支座，供安放彎沉儀側(cè)頭，承載板安放在土基便面上。（4）路面彎沉儀兩臺(tái)，由貝克曼粱(36m)、百分表及其支座組成。（5）液壓千斤頂一臺(tái)，80-100KN，裝有經(jīng)過(guò)標(biāo)定的壓力表或測(cè)力環(huán)，其容量不小于土基強(qiáng)度，測(cè)定精度不小于測(cè)力計(jì)量程的1/100.（6）秒表。（7）水平尺。（8）其他：細(xì)沙、毛刷、垂球、鎬、鐵锨、鏟。當(dāng)前第5頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)4.方法與步驟1.準(zhǔn)備工作（1）選點(diǎn)。（2）平整土基表面，用干燥潔凈的細(xì)砂填平土基凹處。（3）安裝、調(diào)平承載板。（4）試驗(yàn)車(chē)就位。（5）安放千斤頂。（6）安放彎沉儀。當(dāng)前第6頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)2.實(shí)驗(yàn)步驟（1）用千斤頂逐級(jí)加載，注視測(cè)力環(huán)或壓力表，至預(yù)壓0.05MPa，穩(wěn)壓1min，使承載板與土基緊密接觸同時(shí)檢查百分表的工作情況是否正常，然后放松千斤頂油門(mén)卸載，穩(wěn)壓1min后，將指針對(duì)零或記錄初始讀數(shù)。當(dāng)前第7頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)（2）測(cè)定土基的壓力-變形曲線。用千斤頂加載，采用逐級(jí)加載卸載法，用壓力表或測(cè)力環(huán)控制加載量，荷載小于0.1MPa時(shí)，每級(jí)增加0.02MPa，以后每級(jí)增加0.04MPa左右。為了使加載和計(jì)算方便，加載數(shù)值可適當(dāng)調(diào)整為整數(shù)。每次加載至預(yù)定荷載（P）后，穩(wěn)定1min，再次讀數(shù)，每次卸載后百分表不再對(duì)零。當(dāng)兩臺(tái)彎沉儀百分表讀數(shù)之差小于平均值。如超過(guò)30%，則應(yīng)重測(cè)。當(dāng)回彈變形值超過(guò)1mm時(shí)，即可停止加載。當(dāng)前第8頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)（3）各級(jí)荷載的回彈變形和總變形，按以下方法計(jì)算：回彈變形（L）=（加載后讀數(shù)平均值-卸載后讀數(shù)平均值）×彎沉儀杠桿比總變形（L'）=(加載后讀數(shù)平均值-加載初始前讀數(shù)平均值）×彎沉儀杠桿比（4）測(cè)定總影響量a。最后一次加載卸載循環(huán)結(jié)束后，取走千斤頂，重新讀取百分表初讀數(shù)，然后將汽車(chē)開(kāi)出10m以外，讀取終讀數(shù)，兩只百分表的初、終讀數(shù)差之平均值即為總影響量a。當(dāng)前第9頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)（5）在試驗(yàn)點(diǎn)下取樣，測(cè)定材料含水率。取樣數(shù)量如下：最大粒徑不大于5mm，試樣數(shù)量約120g；最大粒徑不大于25mm，試樣數(shù)量約250g；最大粒徑不大于40mm，試樣數(shù)量約500g；（6）在緊靠試驗(yàn)點(diǎn)的適當(dāng)位置，用灌沙法或環(huán)刀法等測(cè)定土基的密度。當(dāng)前第10頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)5.計(jì)算

1.影響量的計(jì)算。式中：

Ti—測(cè)試車(chē)前后軸距(m)。T2—加勁小梁距后軸距離(m)。D—承載板直徑(m)。Q—測(cè)試車(chē)后軸重(N)。pi—該級(jí)承載板壓力。a—總影響量(0.01mm)。ai—該級(jí)壓力的分級(jí)影響量(0.01mm)。當(dāng)前第11頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)影響量修正系數(shù)當(dāng)前第12頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)2、繪制p-l曲線。

將各級(jí)計(jì)算回彈變形值點(diǎn)繪于標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算紙上，排除異常點(diǎn)并繪出p-l曲線。如曲線起始部分出現(xiàn)反彎，應(yīng)按下圖所示修正原點(diǎn)。O則是修正后的原點(diǎn)。荷載壓強(qiáng)（MPa）回彈變形（0.01mm）當(dāng)前第13頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)3、計(jì)算相應(yīng)于各級(jí)荷載下的土基回彈模量值式中：

Ei—相應(yīng)于各級(jí)荷載下的土基回彈模量(MPa)。μ0—泊松比，土基取0.35；

D—承載板直徑30cm；

pi—承載板壓力(MPa)；

li—相對(duì)于pi的回彈變形(cm)。當(dāng)前第14頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)4、土基回彈模量計(jì)算公式（線性歸納法）式中：

μ0—泊松比。土基取0.35；

D—承載板直徑30cm；

pi—承載板壓力(MPa)；

li—相對(duì)于pi的回彈變形(cm)。當(dāng)前第15頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)6．報(bào)告1）本實(shí)驗(yàn)采用的標(biāo)準(zhǔn)記錄格式。2）試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)記錄下列結(jié)果：（1）試驗(yàn)時(shí)所采用的汽車(chē)；（2）近期天氣情況；（3）試驗(yàn)時(shí)土基的含水量；（4）土基密度和壓實(shí)度；（5）相應(yīng)于各級(jí)荷載下的土基回彈模量值；（6）土基回彈模量值。當(dāng)前第16頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)二、貝克曼梁測(cè)定路基路面回彈模量試驗(yàn)方法目的和適用范圍

本方法適用于在土基、厚度不小于1m的粒料整層表面，用彎沉儀測(cè)試各測(cè)點(diǎn)的回彈彎沉值，通過(guò)計(jì)算求得該材料的回彈模量值的試驗(yàn)；也適用于在舊路表面測(cè)定路基路面的綜合回彈模量。

當(dāng)前第17頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)2.儀器和儀具(1)標(biāo)準(zhǔn)車(chē)。(2)路面彎沉儀：由貝克曼梁、百分表及表架組成。貝克曼梁由合金鋁制成，上有水準(zhǔn)泡，其前臂(接觸路面)與后臂(裝百分表)長(zhǎng)度比為2：1，標(biāo)準(zhǔn)彎沉儀前后臂分別為240mm和120mm,加長(zhǎng)彎沉儀分別為360mm和180mm。彎沉采用百分表量得。(3)路表濕度計(jì)：分度不大于1C。(4)其它：皮尺、口哨、粉筆、指揮旗等。

當(dāng)前第18頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)3.方法與步驟1）準(zhǔn)備工作（1）選擇潔凈的路基路面表面作為測(cè)點(diǎn)，在測(cè)點(diǎn)處作好標(biāo)記并編號(hào)。（2）無(wú)結(jié)合料粒料基層的整層試驗(yàn)段(試槽)應(yīng)符合下列要求：①整層試曹可修筑在行車(chē)帶范圍內(nèi)或路戶(hù)及其他合適處，也可在室內(nèi)修筑，但均應(yīng)適于用汽車(chē)測(cè)定彎沉。②試槽應(yīng)選擇在干燥或中濕路段處，不得鋪筑在軟土基上。

當(dāng)前第19頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)

③試槽面積不小于3m*2m,厚度不宜小于1m。鋪筑時(shí)，先挖3m×2m×1m(長(zhǎng)×寬×深)的坑，然后用欲測(cè)定的同一種路面材料按有關(guān)施工規(guī)范規(guī)定的壓實(shí)層厚度分層鋪筑并壓實(shí)，直至頂面，使其達(dá)到要求的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制材料組成，配比均勻一致，符合施工質(zhì)量要求。

當(dāng)前第20頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)④試槽表面的測(cè)點(diǎn)間距可按上圖布置在中間2m×1m的范圍內(nèi)，可測(cè)定23點(diǎn)。

當(dāng)前第21頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)2）測(cè)試步驟按本P182的方法選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)車(chē)，實(shí)測(cè)各測(cè)點(diǎn)處的路面回彈彎沉值Li。如在舊瀝青面層上測(cè)定時(shí)，應(yīng)讀取濕度，并按P182規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定彎沉值的溫度修正，得到標(biāo)準(zhǔn)溫度20攝氏度時(shí)的彎沉值。當(dāng)前第22頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)4.計(jì)算（1）按下式計(jì)算全部測(cè)定值的算術(shù)平均值(L)、單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差(S)和自然誤差(r0)：

當(dāng)前第23頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)（2）計(jì)算各測(cè)點(diǎn)的測(cè)定值與算術(shù)平均值的偏差值di=Li-L，并計(jì)算較大的偏差與自然誤差之比di/r0，當(dāng)某個(gè)測(cè)觀測(cè)值的di/r0值大于下表中的d/r極限值時(shí)則應(yīng)舍棄該測(cè)點(diǎn)，然后重復(fù)上述步驟計(jì)算所余各測(cè)點(diǎn)的算術(shù)平均值(L)及標(biāo)準(zhǔn)差(S)。當(dāng)前第24頁(yè)\共有27頁(yè)\編于星期四\16點(diǎn)（3）按下式計(jì)算代表彎沉值