CN105158436B - 碎石土压实度检测指标的检测方法 - Google Patents

碎石土压实度检测指标的检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105158436B
CN105158436B CN201510459016.3A CN201510459016A CN105158436B CN 105158436 B CN105158436 B CN 105158436B CN 201510459016 A CN201510459016 A CN 201510459016A CN 105158436 B CN105158436 B CN 105158436B
Authority
CN
China
Prior art keywords
soil
indoor
flexure
test
loading plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510459016.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105158436A (zh
Inventor
刘东泽
申立新
张勇
王叶灿
江怀军
李亮
王萍
顾永军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Railway Urban Planning and Design Institute Co Ltd
Original Assignee
China Railway Urban Planning and Design Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Railway Urban Planning and Design Institute Co Ltd filed Critical China Railway Urban Planning and Design Institute Co Ltd
Priority to CN201510459016.3A priority Critical patent/CN105158436B/zh
Publication of CN105158436A publication Critical patent/CN105158436A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105158436B publication Critical patent/CN105158436B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

发明的目的是提供一种碎石土压实度检测指标的检测方法，根据室内击实试样压缩试验数据，通过数值试件计算获得试件的弹性模量，优化碎石土的配比。获取试验段中碎石土碾压组合效果良好路段的顶面当量回弹模量，将之与室内试件最大弹性模量的比值作为室内和现场工况的碎石土材料参数换算系数，并得到现场碎石土层顶面当量回弹模量的推算公式。得到室内试样顶面的竖向变形与宕渣土路基现场承载板预估弯沉或贝克曼梁预估弯沉之间的关系式，实际弯沉与预估弯沉的比值即是基于承载板或贝克曼梁的压实度检测指标公式。本发明通过现场贝克曼梁检测或承载板检测等设备可以快速判定碎石土压实度，达到控制施工质量的目的，弥补了当前相关规范的不足。

Description

碎石土压实度检测指标的检测方法
技术领域
本发明涉及土木建筑工程检测技术领域，尤其涉及一种碎碎石土压实度检测指标的检测方法。
背景技术
碎石土材料特性比较复杂,我国现行的一些技术规程和规范对于碎石土的设计和施工质量还缺乏可靠的评定依据，给施工带来了一定困难。当前道路建筑材料压实度检测指标大多采用密度（或干密度）的方法，这种方法对非匀质的道路建筑材料（如碎石土等）难以适用，而采用的替代方法（如轮迹法等）主观性较强。此外，当前的检测指标难以从结构计算参数上建立室内试验与现场检测之间的关系。
本发明结合室内重型击实试验和现场碾压试验段的研究成果，建立碎石土材料室内试验与现场试验段弹性模量的相关性，研究了基于承载板的压实度检测指标公式和基于贝克曼梁的压实度检测指标公式。
发明内容
本发明的目的是针对目前碎石土检测没有统一量化标准的现状，旨在提供一种简易可行的评价指标及其检测方法。
为解决上述问题，本发明提供一种碎石土压实度检测指标的检测方法，结合室内试验和现场试验段，使用检测和仿真手段，提出基于室内试件弯沉预估现场施工后弯沉的方法，实际弯沉与预估值的比值，即为碎石土压实度检测指标。
包括以下步骤：
步骤一：根据室内击实试样压缩试验数据，通过有限元数值试件计算获得试件的弹性模量，其中 p为室内试样加载应力，l1为试样顶面的竖向变形，E1为材料的实际试验的弹性模量；从而优化碎石土的配比；
步骤二：通过试验获取试验段中碎石土碾压组合效果良好路段中的顶面当量回弹模量的数值，将之与室内试件最大弹性模量的比值作为室内和现场工况的碎石土材料参数换算系数代入步骤一的公式中，得出现场碎石土层顶面预估的当量回弹模量的推算公式A为，其中 p为室内试样加载应力，l1为试样顶面的竖向变形，E2为材料预估的当量回弹模量；
步骤三：以当量回弹模量E2和加载值为自变量，以弯沉为因变量，建立碎石土路基承载板弯沉与当量回弹模量的关系式，其中σ为现场承载板上的加载值，l2为土路基的现场承载板弯沉值，E2为材料预估的当量回弹模量；将公式A代入此关系式中得到室内试样顶面的竖向变形与碎石土路基现场承载板预估弯沉之间的关系式，其中：p为室内试样加载应力，l1为室内试样顶面的竖向变形，σ为现场承载板上的加载值，l2为碎石土路基的现场承载板弯沉值；实际弯沉与预估弯沉的比值即是基于承载板的压实度检测指标公式；
步骤四：以当量回弹模量E2为自变量，以弯沉为因变量，建立碎石土路基贝克曼梁弯沉与当量回弹模量的关系式，其中l3为土路基的现场贝克曼梁弯沉值，E2为材料预估的当量回弹模量；将公式A代入此关系式中得到室内试样顶面的竖向变形与碎石土路基现场贝克曼梁预估弯沉之间的关系式，其中p为室内试样加载应力，l1为室内试样顶面的竖向变形，l3为土路基的现场贝克曼梁弯沉值；实际弯沉与预估弯沉的比值即是基于贝克曼梁的压实度检测指标公式。
进一步改进在于：所述E1和E2的单位为MPa，l1的单位为mm，l2和l3单位为0.01mm，p的单位为MPa， σ的单位为MPa。
进一步改进在于：检测方法通过实验仪器成型检测试件，使用有加载控制装置和变形检测的设备。
进一步改进在于：所述检测指标通过不同现场检测设备和分层数值仿真识别碎石土施工后弹性模量，引入通过室内试件变形预估现场施工后碎石土弹性模量的方法，获得不同类型的压实度检测指标。
本发明的有益效果：（1）提供一种简易可行的碎石土压实度评价指标；弥补了目前碎石土检测没有统一量化标准的不足。
（2）检测指标的检测方法能量化评价碎石土压实方法，弥补了规范规定的轮迹法存在经验性的不足。
（3）通过室内实验识别压缩模量，可以优化碎石土的配比。
（4）建立起连接室内和现场工况的碎石土材料参数转化的方法。
（5）通过现场贝克曼梁检测或承载板检测等设备可以快速判定碎石土压实度，达到控制施工质量的目的。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
以宕渣土为例，阐述碎石土压实度检测指标的具体实施方式。
1）根据室内击实试样压缩弹性模量力学研究，宕渣含量50%且含水量15%时宕渣土的抗压强度最高。通过路面强度仪得到试样在不同加载p下顶面变形l的数据见表1。
表1 宕渣含量50%、土体含水量15%宕渣试样的路面强度仪试验数据
通过有限元数值试件的计算，拟合得到如下的E-l表达式：
（1）
式中： p为室内试样加载应力，l1为试样顶面的竖向变形，E1为材料的实际试验的当量回弹模量。
根据表1和式1可以得到路面强度仪试验下宕渣含量50%、土体含水量15%宕渣试样弹性模量随加载不同而产生的变化，结果见表2。
表2 宕渣含量50%、土体含水量15%宕渣试样的荷载非线性
取加载p为0.3~0.7MPa时宕渣试样弹性模量的平均值E0作为室内实验结果值。
E0=（11.1635+11.4845+12.5690+13.0937）/4=12.078MPa。
2）宕渣土现场碾压试验段中，振动压路机激振力350kN、振动碾压7遍、车速4.7km/h，待碾压层松铺厚度0.39m时碾压效果良好。取该分道两处检测点结果的平均值E=（221+295）/2=258MPa，将E作为现场宕渣土碾压层的顶面当量回弹模量控制值。
将E/ E0=258/12.078=21.361作为现场宕渣土层顶面当量回弹模量与室内击实试样弹性模量的换算系数，并将之代入式1得：
（2）
式中：p为室内试样加载应力，l1为试样顶面的竖向变形，E2为材料预估的当量回弹模量。
3）通过与弹性半空间体的理论解进行比较，验证有限元模型已经可以提供足够的精度。
现场承载板加载值为0.1MPa和0.2MPa时数据常有较大波动，而宕渣土路基实际受力状态一般低于0.7MPa，因此计算加载值选用0.3MPa~0.7MPa。宕渣土路基的顶面当量回弹模量计算值范围选取为30~600MPa。分别代入各种计算参数组合，结果见表3。
表3 不同当量回弹模量和加载时承载板的弯沉值（单位：0.01mm）
由表3拟合得到宕渣土路基弯沉与当量回弹模量和加载值的关系式：
（3）
式中：σ为现场承载板上的加载值，l2为土路基的现场承载板弯沉值，E2为材料预估的当量回弹模量。
将式2代入式3，得到室内试样顶面的竖向变形与宕渣土路基现场承载板弯沉之间的关系式：
（4）
式中：p为室内试样加载应力，l1为室内试样顶面的竖向变形，σ为现场承载板上的加载值，l2为土路基的现场承载板弯沉值。
式4即为基于承载板的压实度检测指标公式，使用方法是通过室内重型击实试验获取最佳材料参数组合下室内试样顶面的竖向变形l1，再通过式4确定不同承载板加载值时宕渣土路基现场应达到的承载板弯沉值l2。实际检测弯沉与l2的比值即是压实度。
4）宕渣土路基的顶面当量回弹模量计算值范围选取为30~600MPa，双圆荷载按设计规范取为0.7MPa，分别通过计算模型获得不同弹性模量时双圆荷载轮隙的弯沉值，结果见表4。
由表4拟合得到公式如下：
（5）
式中：l3为土路基的现场贝克曼梁弯沉值，E2为材料预估的当量回弹模量。
表4 不同当量回弹模量时双圆荷载轮隙的弯沉值（单位：0.01mm）
将式2代入式5，得到室内试样顶面的竖向变形与宕渣土路基现场贝克曼梁弯沉之间的关系式：
（6）
式中：p为室内试样加载应力，l1为室内试样顶面的竖向变形，l3为土路基的现场贝克曼梁弯沉值。
式6即为基于贝克曼梁的压实度检测指标公式，使用方法是通过室内重型击实试验获取最佳材料参数组合下室内试样顶面的竖向变形l1，再通过式6确定宕渣土路基现场应达到的贝克曼梁弯沉值l3。实际检测弯沉与l3的比值即是压实度。
以上公式中E1和E2的单位为MPa，l1的单位为mm，l2和l3单位为0.01mm，p的单位为MPa， σ的单位为MPa。
以上的检测指标的检测方法能量化评价碎石土压实方法，弥补了规范规定的轮迹法存在经验性的不足。通过室内实验识别压缩模量，可以优化碎石土的配比。建立起连接室内和现场工况的碎石土材料参数转化的方法。通过现场贝克曼梁检测或承载板检测等设备可以快速判定碎石土压实度，达到控制施工质量的目的。

Claims (3)

1.一种碎石土压实度检测指标的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：根据室内击实试样压缩试验数据，通过有限元数值试件计算获得试件的弹性模量，其中p为室内试样加载应力，l1为试样顶面的竖向变形，E1为材料的实际试验的弹性模量；从而优化碎石土的配比；
步骤二：通过试验获取试验段中碎石土碾压组合效果良好路段中的顶面当量回弹模量的数值，将之与室内试件最大弹性模量的比值作为室内和现场工况的碎石土材料参数换算系数代入步骤一的公式中，得出现场碎石土层顶面预估的当量回弹模量的推算公式A为，其中 p为室内试样加载应力，l1为试样顶面的竖向变形，E2为材料预估的当量回弹模量；
步骤三：以当量回弹模量E2和加载值为自变量，以弯沉为因变量，建立碎石土路基承载板弯沉与当量回弹模量的关系式，其中σ为现场承载板上的加载值，l2为土路基的现场承载板弯沉值，E2为材料预估的当量回弹模量；将公式A代入此关系式中得到室内试样顶面的竖向变形与碎石土路基现场承载板预估弯沉之间的关系式，其中：p为室内试样加载应力，l1为室内试样顶面的竖向变形，σ为现场承载板上的加载值，l2为碎石土路基的现场承载板弯沉值；实际弯沉与预估弯沉的比值即是基于承载板的压实度检测指标公式；
步骤四：以当量回弹模量E2为自变量，以弯沉为因变量，建立碎石土路基贝克曼梁弯沉与当量回弹模量的关系式，其中l3为土路基的现场贝克曼梁弯沉值，E2为材料预估的当量回弹模量；将公式A代入此关系式中得到室内试样顶面的竖向变形与碎石土路基现场贝克曼梁预估弯沉之间的关系式，其中p为室内试样加载应力，l1为室内试样顶面的竖向变形，l3为土路基的现场贝克曼梁弯沉值；实际弯沉与预估弯沉的比值即是基于贝克曼梁的压实度检测指标公式；
所述E1和E2的单位为MPa，l1的单位为mm，l2和l3单位为0.01mm，p的单位为MPa， σ的单位为MPa。
2.如权利要求1所述碎石土压实度检测指标的检测方法，其特征在于：检测方法通过实验仪器成型检测试件，使用有加载控制装置和变形检测的设备。
3.如权利要求1所述碎石土压实度检测指标的检测方法，其特征在于：所述检测指标通过不同现场检测设备和分层数值仿真识别碎石土施工后弹性模量，引入通过室内试件变形预估现场施工后碎石土弹性模量的方法，获得不同类型的压实度检测指标。
CN201510459016.3A 2015-07-28 2015-07-28 碎石土压实度检测指标的检测方法 Active CN105158436B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510459016.3A CN105158436B (zh) 2015-07-28 2015-07-28 碎石土压实度检测指标的检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510459016.3A CN105158436B (zh) 2015-07-28 2015-07-28 碎石土压实度检测指标的检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105158436A CN105158436A (zh) 2015-12-16
CN105158436B true CN105158436B (zh) 2017-01-25

Family

ID=54799360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510459016.3A Active CN105158436B (zh) 2015-07-28 2015-07-28 碎石土压实度检测指标的检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105158436B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106872297A (zh) * 2017-01-05 2017-06-20 沈阳建筑大学 基于含水率宕渣土石混合料回弹模量的循环压缩测定方法
CN107764642A (zh) * 2017-09-28 2018-03-06 中国十七冶集团有限公司 一种红砂岩路基压实度检测方法
CN107729636B (zh) * 2017-09-30 2020-12-01 交通运输部公路科学研究所 基于强度水平的无机结合料稳定材料回弹模量应力依赖模型确定方法
CN109797729B (zh) * 2019-01-30 2020-11-10 中电建十一局工程有限公司 一种路基砖渣换填层压实度指标的检测方法
CN109839497B (zh) * 2019-02-15 2020-05-12 武汉理工大学 一种用于中粗颗粒填料压实检测深度的室内标定装置及标定方法
CN112681275A (zh) * 2020-12-16 2021-04-20 西南科技大学城市学院 一种获取压实作用下路基土压实度的方法
CN112964551B (zh) * 2021-02-05 2022-07-29 天津城建大学 基于应变和频率的路面承载力动态测试方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61296269A (ja) * 1985-06-25 1986-12-27 Mitsui Toatsu Chem Inc 簡易固結試験装置
DE102005038313B4 (de) * 2005-08-11 2007-11-29 Rohrvortrieb Diez Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Messung der geologischen Lagerungsdichte und zur Detektion von Hohlräumen im Bereich eines Vortriebstunnels
CN103469710B (zh) * 2013-09-16 2016-05-18 叶斌 一种基于回弹模量的路基质量控制施工方法
CN104142279B (zh) * 2014-07-17 2015-05-20 山西省交通科学研究院 一种路基土动态回弹模量预估系统及方法
CN104120703B (zh) * 2014-07-28 2015-10-07 长安大学 一种土石混填路基压实度检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105158436A (zh) 2015-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105158436B (zh) 碎石土压实度检测指标的检测方法
Rios et al. Influence of grain size and mineralogy on the porosity/cement ratio
da Fonseca et al. Fatigue cyclic tests on artificially cemented soil
Zumrawi Prediction of CBR value from index properties of cohesive soils
Hossain et al. Estimation of subgrade resilient modulus for fine-grained soil from unconfined compression test
Aboutalebi Esfahani et al. Effects of aggregate gradation on resilient modulus and CBR in unbound granular materials
Pullen et al. Index and engineering properties of Oregon cob
CN108732048B (zh) 一种级配碎石重复荷载试验的弹塑性屈服点应力确定方法
Cho et al. Verification of time–temperature superposition principle for shear bond failure of interlayers in asphalt pavements
Nokkaew Characterization of recycled aggregate for use as base course material
Mahedi et al. Potential applicability of impact echo method on pavement base materials as a nondestructive testing technique
CN102901691A (zh) 一种干硬性混凝土压实系数测试的方法
Liao et al. Permanent deformation response parameters of asphalt mixtures for a new mix-confined repeated load test
Molenaar et al. Characterization of unbound base materials for roads using a new developed repeated load CBR test
Ponomaryov et al. The use of express method for determining the modulus of deformation of fill soil
Arnold et al. Development of a basecourse/sub-base design criterion December 2010
RU2503776C1 (ru) Способ оценки содержания крупнообломочных включений на характеристики сжимаемости смесей глинистых грунтов
Bradshaw et al. Evaluation of existing CPT correlations in silt
Mei et al. Empirical curve-fitting parameters for a porewater pressure generation model for use in 1-D effective stress-based site response analysis
Sawangsuriya et al. Small-strain stiffness behavior of unsaturated compacted subgrade
Arabali et al. Comparison of Superpave Gyratory Compactor and Impact Hammer for Compaction of Unbound Granular Materials
Tennakoon et al. Deformation and degradation of clay fouled ballast subjected to monotonic loading
Lechowicz et al. Evaluation of creep behaviour of organic soils in a torsional shear hollow cylinder test
Thanh-Tung et al. RESILIENT MODULUS OF SOIL USING FOR SUBGRADE OF PAVEMENT: A CASE STUDY IN VIETNAM.
Araya et al. A realistic method of characterizing granular materials for low-cost road pavements

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant