專利名稱：強(qiáng)度衰減路基變形和應(yīng)力變化規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種土建技術(shù)，尤其是一種強(qiáng)度衰減路基變形和應(yīng)力變化規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br> 背景技術(shù)：
路基穩(wěn)定性主要包含路基不均勻沉降和路基邊坡的穩(wěn)定。對(duì)路基不均勻沉降的研究主要集中在分析不均勻沉降的原因及其對(duì)路面結(jié)構(gòu)層受力的影響；對(duì)路基邊坡穩(wěn)定性的分析主要集中在邊坡穩(wěn)定性的計(jì)算方法及穩(wěn)定性的影響因素等方面，且對(duì)降雨條件下考慮非飽和土體基質(zhì)吸力作用及邊坡滲流作用的研究較多。但缺乏對(duì)粉土路基在毛細(xì)水上升造成路基強(qiáng)度衰減的條件下其穩(wěn)定性規(guī)律性的認(rèn)識(shí)，沒(méi)有針對(duì)強(qiáng)度衰減路基造成的病害提出適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)，對(duì)公路運(yùn)營(yíng)期間的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理缺乏指導(dǎo)意義?，F(xiàn)階段主要是通過(guò)理論分析、數(shù)值計(jì)算和部分現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等手段對(duì)路基穩(wěn)定性進(jìn)行研究。由于理論分析和數(shù)值計(jì)算受參數(shù)選定、模型選取、本構(gòu)關(guān)系等因素的影響極大，分析結(jié)果的合理性和代表性較難確定。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作受建設(shè)工期、環(huán)境因素、人為因素等方面影響較大，難以對(duì)研究?jī)?nèi)容進(jìn)行控制變量的多工況試驗(yàn)分析。因此進(jìn)行室內(nèi)模型試驗(yàn)不僅能夠有效驗(yàn)證理論計(jì)算結(jié)果并進(jìn)行可控的規(guī)律性探討，還能夠?qū)ο嚓P(guān)技術(shù)及其實(shí)施工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)提高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種強(qiáng)度衰減路基變形和應(yīng)力變化規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀閷?shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案一種強(qiáng)度衰減路基變形和應(yīng)力變化規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ停Ｐ腕w，所述模型體內(nèi)為空腔結(jié)構(gòu)，該空腔結(jié)構(gòu)通過(guò)一豎直隔斷分成兩部分，一部分為豎向水井，另一部分底部鋪設(shè)有一層碎石墊層，且碎石墊層與豎向水井底部連通，碎石墊層上面設(shè)有與半幅路基構(gòu)造相同的粉土路基。所述粉土路基的邊坡坡率為I : 1.5。本實(shí)用新型的模型材料及尺寸原型和模型的相似常數(shù)包括幾何相似常數(shù)^ = LP/Lffl位移相似常數(shù)CS = 8p/Sffl應(yīng)力相似常數(shù)C。= op/om 應(yīng)變相似常數(shù)= Ip/Im重度相似常數(shù)CY = Yp/ Ym 彈模相似常數(shù)CE = (Es)p/(Es)m泊松比相似常數(shù):CU = UpAidi 粘聚力相似常數(shù)Cc = CP/Cm內(nèi)摩擦角相視常數(shù)-.。9=%丨(Pm若將應(yīng)力、應(yīng)變、位移分別代入結(jié)構(gòu)平衡方程、幾何平衡方程和物理平衡方程可得如下相似準(zhǔn)則[0016]ClC^ = C5 QCe = C0通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)資料，由于道路工程的填土彈性模量很小，很難根據(jù)彈性模量相似找到替代的材料，所以在大型的道路工程相關(guān)的模型試驗(yàn)中，往往采用原狀土進(jìn)行試驗(yàn)，所以本實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒捎脤?shí)體工程所用的填料，則Cy = UCg = I、Cf = I、Cu = UcV =1。同時(shí)為協(xié)調(diào)路基材料相似比，試驗(yàn)中加固用鋼管樁及注漿材料也于實(shí)際工程相同。路基為帶狀結(jié)構(gòu)物，受力狀態(tài)屬于平面應(yīng)變問(wèn)題；同時(shí)，常見(jiàn)路堤為對(duì)稱形式，因此可選用半幅路基進(jìn)行試驗(yàn)研究；填土路基的聞度雖各不相同，但是路基強(qiáng)度裳減后，路基在車輛荷載作用下具有相似的受力特征。因此，本實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦x用常見(jiàn)路基結(jié)構(gòu)形式及尺寸(路基長(zhǎng)度12m;半幅路基頂面寬度12m;填土高度7. 5m;邊坡坡率1 I. 5)，取幾何相似常數(shù)=Clj = I : 3,因此，試驗(yàn)|旲型尺寸為路基長(zhǎng)度3m ;半幅路基頂面寬度3m ;填土聞度2. 5m ;邊坡坡率1 I. 5。試驗(yàn)用微型鋼管樁也遵循該幾何相似系數(shù)。模型路基采用粉土分層填筑并夯實(shí)；為模擬地下水及毛細(xì)水上升現(xiàn)象，模型路基的地基開(kāi)始首先填筑20cm的碎石墊層，碎石墊層與豎向水井聯(lián)通，通過(guò)豎向水井的水位變化，模擬地下水位的波動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)模型路基不同高度含水量的變化。路基在工后運(yùn)營(yíng)過(guò)程中含水量的情況表明，路基在運(yùn)營(yíng)初期基本處于最佳含水量狀態(tài)，以后路基在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，由于降雨和地下水的毛細(xì)水上升等因素的影響，路基含水量增大，是路基強(qiáng)度衰減的主要原因。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)病害路段的地質(zhì)鉆探，運(yùn)營(yíng)多年后路基含水量通常在20% -30%。因此，試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)三種工況分別進(jìn)行加載試驗(yàn)，如表I所示，分別測(cè)試新筑路基、強(qiáng)度衰減路基、灌漿微型樁加固路基三種工況的路基的受力特征，分析路基的變形和應(yīng)力變化規(guī)律。表I試驗(yàn)方案
權(quán)利要求1.一種強(qiáng)度衰減路基變形和應(yīng)力變化規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，其特征在于，包括模型體，所述模型體內(nèi)為空腔結(jié)構(gòu)，該空腔結(jié)構(gòu)通過(guò)一豎直隔斷分成兩部分，一部分為豎向水井，另一部分底部鋪設(shè)有一層碎石墊層，且碎石墊層與豎向水井底部連通，碎石墊層上面設(shè)有與半幅路基構(gòu)造相同的粉土路基。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模型，其特征在于，所述粉土路基的邊坡坡率為I: 1.5。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種強(qiáng)度衰減路基變形和應(yīng)力變化規(guī)律試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，包括模型體，所述模型體內(nèi)為空腔結(jié)構(gòu)，該空腔結(jié)構(gòu)通過(guò)一豎直隔斷分成兩部分，一部分為豎向水井，另一部分底部鋪設(shè)有一層碎石墊層，且碎石墊層與豎向水井底部連通，碎石墊層上面設(shè)有與半幅路基構(gòu)造相同的粉土路基。本實(shí)用新型能夠分析強(qiáng)度衰減路基的受力與變形特征以及袖管注漿微型樁的加固機(jī)理，明確袖管微型樁注漿加固技術(shù)對(duì)提高路基承載力、防止不均勻沉降以及提高邊坡的穩(wěn)定性的效果，為路基加固維修提供合理的技術(shù)借鑒和理論指導(dǎo)。
文檔編號(hào)G01N3/32GK202372418SQ20112053167
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者宋修廣, 莊培芝, 張宏博, 張慶濤, 張愷, 朱登元, 管延華, 郭瑞 申請(qǐng)人:山東大學(xué)