土石混填路基壓實(shí)度測試技術(shù)及其工程應(yīng)用.pdf

1、土石混合填料因其取材方便、路用性能好等優(yōu)點(diǎn)，在高速公路中的應(yīng)用日益廣泛。為檢測土石混合料的壓實(shí)效果，實(shí)際工程中多采用傳統(tǒng)密度測試法或其他間接方法測試壓實(shí)度。但因土石混合料物理特性獨(dú)特，理論研究相對(duì)滯后，現(xiàn)有檢測方法效率較低問題，難以滿足工程實(shí)際要求。因此，深入分析土石混填路基承載機(jī)理、受力特性，開發(fā)一套快速高效的檢測方法成為我國交通建設(shè)過程中亟待解決的問題。為此，本文結(jié)合湖南省交通科技項(xiàng)目“土石混填路基壓實(shí)度自動(dòng)快速檢測技術(shù)及其工程應(yīng)用

2、研究”，針對(duì)土石混填路基承載特性，從理論方法、室內(nèi)模型試驗(yàn)現(xiàn)及場試驗(yàn)三方面展開系統(tǒng)深入的研究，提出一套完整的土石混填路基壓實(shí)度計(jì)算及快速檢測方法。
　　首先，本文綜合分析了現(xiàn)有土石混填路基壓實(shí)度檢測技術(shù)，全面深入地研究了土石混合料的工程性質(zhì)，并根據(jù)實(shí)際施工條件，依據(jù)相似原理考慮不同含石量及壓實(shí)度，設(shè)計(jì)并完成了土石混填路基室內(nèi)模型試驗(yàn)，提出了靜力貫入法測試土石混填路基壓實(shí)度的研究思路。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了不同形狀及尺寸的探頭，對(duì)模型路

3、基及某實(shí)際工程路段進(jìn)行靜力貫入試驗(yàn)，獲取了大量試驗(yàn)資料。室內(nèi)外試驗(yàn)結(jié)果表明，使用平底圓形探頭所得到的靜力貫入試驗(yàn)曲線更有規(guī)律，也利于建立理論模型，并證明了研究思路的可行性。
　　其次，基于室內(nèi)模型試驗(yàn)結(jié)果，深入分析了靜載作用下土石混填路基變形機(jī)理，建立了土石混填路基孔隙率與變形模量相關(guān)聯(lián)的理論模型。在此基礎(chǔ)上，考慮路基變形模量隨荷載發(fā)生變化的特征，引入分級(jí)加載思想，結(jié)合荷載作用下半無限空間Boussinesq解答，建立了集中荷載和

4、均布荷載作用下土石混填路基表面隨荷載增加的豎向位移計(jì)算模型，進(jìn)而提出了集中和均布荷載條件下的土石混填路基壓實(shí)度檢測新方法;嗣后，又基于土石柱模型，將靜力貫入荷載引起的路基土體應(yīng)力分為各向等壓應(yīng)力和軸向偏應(yīng)力兩部分，分別采用廣義虎克定律和Duncan-Chang模型建立了考慮路基土體粘聚力、內(nèi)摩擦角、泊松比、初始孔隙率等參數(shù)的路基貫入荷載位移分析模型。引入自適應(yīng)遺傳模擬退火優(yōu)化反演分析方法，利用實(shí)測路基靜力貫入荷載位移曲線確定路基的壓實(shí)度

5、，建立了另一種基于靜力貫入試驗(yàn)的路基壓實(shí)度檢測方法。
　　再次，基于極限分析理論，通過分析各滑塊的能量耗散與重力做功，獲得了圓形基礎(chǔ)的極限承載力的上限解公式;基于合理假定及修正方法，對(duì)比極限承載力上限解與標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)曲線，提出了探頭直徑隨深度變化的修正公式，并反算土石混填體平均重度，直接求解試驗(yàn)點(diǎn)的壓實(shí)度，進(jìn)而提出了基于極限分析方法的簡明快速土石混填路基壓實(shí)度檢測方法。
　　最后，基于靜力貫入試驗(yàn)及本文試驗(yàn)和理論分析成果，開發(fā)了