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中国公路学报 2024年第11期37卷 89-101页

作者：彭俊辉彭英杰张军辉李伟成长沙理工大学公路养护技术国家工程研究中心湖南长沙410114

针对路基土的黏弹性特性展开了深入研究,该特性使得路基在受到不同荷载作用时长作用时,动态回弹模量表现出显著的差异性。为准确预估路基动态回弹模量,通过改进的动三轴试验测试方法研究了路基土动态回弹模量与荷载作用时长、围压、循... 详细信息

针对路基土的黏弹性特性展开了深入研究,该特性使得路基在受到不同荷载作用时长作用时,动态回弹模量表现出显著的差异性。为准确预估路基动态回弹模量,通过改进的动三轴试验测试方法研究了路基土动态回弹模量与荷载作用时长、围压、循环偏应力、压实度和含水率等影响因素之间的关系。首先采用高液限粉土和低液限黏土2种典型路基土,开展不同工况下的动态回弹模量试验,进而分析了不同因素对动态回弹模量的影响。试验结果表明:随着荷载作用时长的增大,2种土样动态回弹模量均逐渐减小,且不同荷载作用时长下动态回弹模量对循环偏应力的敏感性不同。然后采用灰色关联度分析方法评估了荷载作用时长、循环偏应力、围压等因素对回弹模量的影响程度,进而结合Kelvin模型,建立了综合考虑压实度、含水率、应力状态、荷载作用时长的黏弹性回弹模量预估模型。最后采用了其他路基土的试验结果对所建立的预估模型进行了验证,并与传统未考虑黏弹性的模型进行了比较。结果表明:新建立的考虑路基土黏弹特性的动态回弹模量预估模型具有较高的精度和适用性,可为路基设计和工程实践提供有益参考。

关键词：路基工程黏弹特性动三轴试验动态回弹模量预估模型

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冻融粉质黏土的剪切波速与动态回弹模量及其转换关系

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岩土力学 2023年第S01期44卷 221-233页

作者：张锋唐康为尹思琪冯德成陈志国哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150090 吉林省交通科学研究所季节性冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室(长春) 吉林长春130102

动态回弹模量作为评定路基性能及进行路面设计的重要参数,受土体自身物理力学状态及外部环境的显著影响而复杂多变,亟需一种高效简便的针对性监测方法。以压实粉质黏土为研究对象,开展了不同含水率、压实度和冻融循环次数下粉质黏土动... 详细信息

动态回弹模量作为评定路基性能及进行路面设计的重要参数,受土体自身物理力学状态及外部环境的显著影响而复杂多变,亟需一种高效简便的针对性监测方法。以压实粉质黏土为研究对象,开展了不同含水率、压实度和冻融循环次数下粉质黏土动态回弹模量和剪切波速试验,获得了冻融黏土的动态回弹模量、剪切波速及两者之间的转换关系。结果表明:土体动态回弹模量和剪切波速均与其物理状态紧密相关,二者都随含水率和冻融循环的增加而急剧下降,随压实度的增加而有所提升;土体的动态回弹模量还受到应力状况的影响,随围压增大而增大,随循环偏应力增大而减小,应结合实际受力状况选取相应动态回弹模量代表值反映路基的性能;采用三参数复合模型回归确定了冻融粉质黏土动态回弹模量预估模型,并建立了冻融粉质黏土剪切波速预估模型;据此构建了冻融粉质黏土动态回弹模量与剪切波速的转换关系,为实现基于剪切波速确定路基土动态回弹模量提供了理论支持。

关键词：动态回弹模量剪切波速粉质黏土冻融循环

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循环流化床固硫灰路基动态回弹模量试验研究

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太原理工大学学报 2024年第5期55卷 841-849页

作者：赵盛林阎蕊珍张翛韩东霄太原理工大学土木工程学院太原030024

【目的】探究循环流化床(CFB)固硫灰用作路基填料时在行车荷载下的动态性能。【方法】基于室内动三轴试验,研究了GF固硫灰与DTH固硫灰在不同养护龄期、压实度、含水率及应力水平条件下动态回弹模量特性,并结合压汞测试分析了CFB固硫灰... 详细信息

【目的】探究循环流化床(CFB)固硫灰用作路基填料时在行车荷载下的动态性能。【方法】基于室内动三轴试验,研究了GF固硫灰与DTH固硫灰在不同养护龄期、压实度、含水率及应力水平条件下动态回弹模量特性,并结合压汞测试分析了CFB固硫灰试样孔隙分布特征与动态回弹模量的关系。【结果】结果表明:在一定范围内,CFB固硫灰的动态回弹模量随f-CaO与SO_(3)含量及养护龄期的提升而增加,在0~7 d内提升显著,7~28 d增长缓慢;压实度、含水率、围压及偏应力的提升均会使CFB固硫灰的动态回弹模量增大,其中随着压实度与含水率的上升,动态回弹模量的提升幅度逐渐下降,偏应力和围压对CFB固硫灰动态回弹模量均有较大影响,且围压的影响更显著。压汞试验的结果表明,同等条件下GF固硫灰试样总孔隙率与大孔径(>2 000 nm)密度低于DTH固硫灰,随着含水率的下降,GF固硫灰试样的总孔隙率与大孔密度增加,动态回弹模量变小。对两种CFB固硫灰不同含水率及压实度成型试件养护28 d后的动态回弹模量结果进行拟合,表明以体应力与八面体剪应力为变量的三参数理论模型预估结果与试验结果具有较高的相关性(R^(2)>0.96),可有效预测CFB固硫灰的动态回弹模量。

关键词：路基工程循环流化床固硫灰动态回弹模量压汞

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粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量试验及预估模型

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湖南大学学报（自然科学版） 2022年第3期49卷 154-166页

作者：冉武平王金山李玲陈慧敏新疆大学建筑工程学院新疆乌鲁木齐830047 新疆土木工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830047

针对中国西北地区路基土存在水盐迁移引起的次生盐渍化现象,为明确粗粒硫酸盐渍土路基受荷载、湿度及盐分影响下的动回弹特性,通过室内动三轴试验,研究了15种应力路径、3个含水率和4种含盐量状态下粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量的演变规律... 详细信息

针对中国西北地区路基土存在水盐迁移引起的次生盐渍化现象,为明确粗粒硫酸盐渍土路基受荷载、湿度及盐分影响下的动回弹特性,通过室内动三轴试验,研究了15种应力路径、3个含水率和4种含盐量状态下粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量的演变规律.试验结果表明:相同湿度的粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量随围压及体应力的增大而提高,而随偏应力的增大则表现出低含盐量的先提高后降低和高含盐量的不断提高的发展趋势,同时盐含量越高,偏应力与体应力对其动态回弹模量影响越明显;同一应力水平下,含水率与含盐量的增加引起粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量逐渐提高,且盐分较水分的影响更显著.基于试验揭示的动态回弹模量对应力的依赖性,从与应力相关的典型三参数复合模型中甄选出2种适用性较广泛的理论模型对测试数据进行回归分析,继而对比出最佳的预估模型;误差分析表明,获取的Ni模型具有较高的合理性和可靠性,并建立了精度较高的该模型参数预估公式.通过预估值与试验实测值的进一步对比分析,验证了该模型参数预估公式的准确性,适合于预估粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量.研究成果可为盐渍土地区路基路面结构设计提供动力参数.

关键词：粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量动三轴试验演变规律预估模型

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冻融循环作用下黄土动态回弹模量研究

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地下空间与工程学报 2023年第2期19卷 456-464,485页

作者：唐鑫张吾渝何蓓董超凡刘成奎青海大学土木工程学院西宁810016 青海省建筑节能材料与工程安全重点实验室西宁810016 青海省建筑建材科学研究院有限责任公司西宁810008 青海省高原绿色建筑生态社区重点实验室西宁810008

动态回弹模量是计算路基承载力的重要指标。为揭示冻融循环作用下路基黄土动态回弹模量的变化规律,对西宁地区路基黄土开展动态回弹模量试验研究。结果表明:增大围压和减小动偏应力可显著提高试样的动态回弹模量;动态回弹模量随冻融循... 详细信息

动态回弹模量是计算路基承载力的重要指标。为揭示冻融循环作用下路基黄土动态回弹模量的变化规律,对西宁地区路基黄土开展动态回弹模量试验研究。结果表明:增大围压和减小动偏应力可显著提高试样的动态回弹模量;动态回弹模量随冻融循环次数的增加不断衰减;动态回弹模量在相邻梯度含水率的衰减趋势近似线性变化;随着冻结温度的降低,试样的动态回弹模量出现先增长后下降的趋势。通过方差分析,各因素对动态回弹模量的影响由高到低依次为冻融循环次数、含水率和冻结温度,基于试验数据分别采用NCHRP1-28A模型和Ni模型进行拟合,发现Ni模型拟合效果较好。研究成果可为季冻区路基黄土动态回弹模量范围选取提供参考依据。

关键词：路基黄土动态回弹模量动三轴试验冻融循环预测模型

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冲击回波法测试黏性土动态回弹模量的理论与试验研究

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公路交通科技 2022年第4期39卷 41-50,107页

作者：杨博高荣川袁晨峰邹泽渝汤跃文重庆交通大学土木工程学院重庆400074 浙江大学地球科学学院浙江杭州310027 重庆大学土木工程学院重庆400045

为了建立黏性土动态回弹模量的一种室内快速测试方法,基于弹性应力波理论,通过分析冲击回波法的力学边界条件与测试机理,运用瞬态动力学显式有限元方法揭示了冲击回波测试工况下弹性应力波在黏性土内从冲击、传播到反射的全过程动力响... 详细信息

为了建立黏性土动态回弹模量的一种室内快速测试方法,基于弹性应力波理论,通过分析冲击回波法的力学边界条件与测试机理,运用瞬态动力学显式有限元方法揭示了冲击回波测试工况下弹性应力波在黏性土内从冲击、传播到反射的全过程动力响应特征。同时考虑以土体的阻尼比和源检距作为影响因素,对冲击回波感知黏性土动态回弹模量的精度进行了敏感性分析,据此提出了测试技术参数的合理控制范围。然后,通过选取典型土样,室内制作了18组不同含水率与压实度的黏性土试件进行对比实测,发现在含水率一定的条件下,冲击回波测得的动模量与压实度成正比。在压实度一定的条件下,当黏土偏干时,冲击回波测得的动模量与含水率成正比,而当土体偏湿时,冲击回波测得的动模量与含水率成反比,据此建立了冲击回波测试动态回弹模量结果与干密度及含水率之间的多元回归关系式。最后,通过与室内杠杆压力仪和动三轴仪进行对比测试,发现冲击回波测试动态回弹模量结果与其他方法测试相应结果之间正相关,呈现良好的幂函数关系,且所有相关系数均大于0.9,并随着黏性土中小于0.075 mm的细粒组含量的增大,相关系数也逐渐增大,表明应用冲击回波法室内测定与评价黏性土等细粒土的压实质量及动力特性是合理、可行的。

关键词：道路工程测试技术冲击回波法动态回弹模量黏性土瞬态动力学显式有限元方法

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炭质泥岩粗粒土动态回弹模量及预估模型研究

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水利水电技术（中英文） 2023年第2期54卷 161-169页

作者：张文周何忠明刘正夫刘洋长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学公路养护技术国家工程研究中心湖南长沙410114

【目的】为研究炭质泥岩粗粒土动态回弹模量在荷载、级配和含水率影响下的变化规律,【方法】开展室内三轴试验,探究不同应力状况、分形维数和含水率条件下炭质泥岩粗粒土的动回弹特性。【结果】试验结果显示:炭质泥岩粗粒土动态回弹模... 详细信息

【目的】为研究炭质泥岩粗粒土动态回弹模量在荷载、级配和含水率影响下的变化规律,【方法】开展室内三轴试验,探究不同应力状况、分形维数和含水率条件下炭质泥岩粗粒土的动回弹特性。【结果】试验结果显示:炭质泥岩粗粒土动态回弹模量随体应力的增大而增大,随动偏应力和含水率的增大而减小;含水率对动态回弹模量影响较大,在含水率较小时,回弹模量随分形维数的增大而减小,随着含水率的增大,回弹模量逐渐随分形维数的增大而增大。【结论】采用三参数复合模型对试验结果进行回归分析,试验结果与模型有较好的拟合效果,并提出了基于含水率和分形维数的三参数经验预估模型,可有效预估炭质泥岩粗粒土动态回弹模量。

关键词：炭质泥岩粗粒土动态回弹模量三轴试验预估模型

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冻融黏土动态回弹模量演变规律及预估模型

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长江科学院院报 2022年第11期39卷 102-106页

作者：魏密李雪芹余承喜广西交科集团有限公司南宁530007 广西交通设计集团有限公司南宁530029

为研究冻融循环影响下路基黏土动态回弹模量的变化规律,开展了不同初始含水率、压实度、冻融循环次数、偏应力及围压条件下的动三轴试验。结果表明:路基黏土的动态回弹模量随初始含水率和偏应力的增加而减小,而与压实度及围压均呈正相... 详细信息

为研究冻融循环影响下路基黏土动态回弹模量的变化规律,开展了不同初始含水率、压实度、冻融循环次数、偏应力及围压条件下的动三轴试验。结果表明:路基黏土的动态回弹模量随初始含水率和偏应力的增加而减小,而与压实度及围压均呈正相关关系;冻融作用导致动态回弹模量发生衰减,而经历5次冻融循环后其值基本稳定。基于此,建立了全面考虑冻融循环影响、物理状态及应力条件的路基黏土动态回弹模量回归模型,预测效果较好。

关键词：黏土冻融循环次数动态回弹模量演变规律影响因素预估模型

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粗粒氯盐渍土动态回弹模量试验研究与理论模型

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岩土工程学报 2021年第9期43卷 1746-1754页

作者：冉武平王金山艾贤臣陈慧敏钱建固新疆大学建筑工程学院新疆乌鲁木齐830047 新疆土木工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830047 同济大学地下建筑与工程系上海200092

为探究粗粒氯盐渍土动态回弹模量受荷载、盐分及湿度影响下的变化规律,借用室内动三轴试验,研究了不同应力状况、含水率及含盐量条件下粗粒氯盐渍土动态回弹特性。结果表明:动态回弹模量随围压和体应力增加而增大,随偏应力、盐分及水分... 详细信息

为探究粗粒氯盐渍土动态回弹模量受荷载、盐分及湿度影响下的变化规律,借用室内动三轴试验,研究了不同应力状况、含水率及含盐量条件下粗粒氯盐渍土动态回弹特性。结果表明:动态回弹模量随围压和体应力增加而增大,随偏应力、盐分及水分的增大而减小;粗粒盐渍土中含盐量和含水率越高,围压、偏应力和体应力对其动态回弹模量影响越明显;同一应力水平下,含盐量和含水率的增加引起动态回弹模量的降低幅度逐渐增大,且盐分较水分影响更显著。基于三参数理论模型对试验结果进行回归分析发现,该模型具有较高的决定系数,并建立了精度较高的模型参数预估公式,可有效预测粗粒氯盐渍土动态回弹模量。

关键词：粗粒氯盐渍土动态回弹模量动三轴试验演变规律理论模型

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平衡湿度下基于弯沉等效的路基路面动态回弹模量研究

平衡湿度下基于弯沉等效的路基路面动态回弹模量研究

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作者：宋帅石家庄铁道大学

学位级别：硕士

动态回弹模量是路基路面结构的重要设计指标,反应抵抗竖向变形的能力。弯沉值是路基路面在荷载作用下产生的垂直变形,是反应各结构层刚度的指标。动态回弹模量和弯沉值受湿度影响严重,道路在运营过程中路基内部含水率不断变化,并在3-5... 详细信息

动态回弹模量是路基路面结构的重要设计指标,反应抵抗竖向变形的能力。弯沉值是路基路面在荷载作用下产生的垂直变形,是反应各结构层刚度的指标。动态回弹模量和弯沉值受湿度影响严重,道路在运营过程中路基内部含水率不断变化,并在3-5年时间与达到一个与周围环境平衡的状态,此时的含水率为平衡含水率。现如今重载作用平衡含水率下路基路面结构的动态回弹模量的相关研究较少,运营期路基路面各结构层动态回弹模量的演化规律及预估对道路安全稳定工作具有重要意义。针对以上不足,本文通过理论计算、模型试验及数值模拟相结合,主要研究内容及结论如下: (1)查询相关规范和论文确定本文路基路面结构的尺寸及相关参数,通过理论计算得出标准轴载轮压作用下路面弯沉值,调节底基层与路床层的厚度并计算出重载轮压作用下的路面弯沉值,从而得到满足与标准轴载路基路面结构弯沉等效的优化路基路面结构层处理厚度。根据计算结果可以得到,当轮压一定时,弯沉值随着底基层和路床层厚度的增加而不断降低,通过调节结构层厚度来降低弯沉值是可行的。 (2)利用有限元软件建立本文重载轮压优化路基路面结构,通过模拟降雨和地下水渗流以等效平衡湿度,并分析其对动态回弹模量和弯沉值的影响。动态回弹模量随着降雨强度的提高、历时时间的延长和地下水位的升高而减小,弯沉值增大;动态回弹模量和弯沉值受均匀型降雨工况影响最大,其次为后锋型降雨,中锋型降雨和前锋型降雨对动态回弹模量和弯沉值影响较小且相似。优化后路基路面结构动态回弹模量在历经湿度变化后显著提高,弯沉值减小,验证了考虑湿度重载作用的优化路基路面结构的合理性。 (3)进行模型试验,结果表明,随着含水率由天然含水率上升到最佳含水率,动态回弹模量上升,弯沉值减小;当含水率继续增加,动态回弹模量减小,弯沉值增大。优化路基路面结构各结构层动态回弹模量受含水率影响较大,但相对于优化前路基路面结构已有显著提高,路基路面结构稳定性能提升。 (4)利用有限元软件建立路基路面模型,设置降雨和地下水渗流工况。结果表明,动态回弹模量随着降雨强度的提高、历时时间的延长和地下水位的上升而减小,弯沉值增大。地下水渗流对本文路基路面结构的影响要大于降雨工况。对比模型试验结果,优化路基路面结构试验结果与模拟结果的动态回弹模量曲线和弯沉曲线相关性良好,验证本文优化路基路面结构的有效性。 (5)对模型试验动态回弹模量结果进行回归分析,得出一套基于弯沉值和含水率的动态回弹模量预估模型,利用该模型对路基路面各结构层动态回弹模量预估,结果表明预估值与实测值拟合效果良好,验证本文预估模型是合理有效的。

关键词：路基路面结构动态回弹模量平衡含水率弯沉等效预估模型

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