土石混填路基壓實度測試技術及其工程應用.pdf

1、土石混合填料因其取材方便、路用性能好等優(yōu)點，在高速公路中的應用日益廣泛。為檢測土石混合料的壓實效果，實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度。但因土石混合料物理特性獨特，理論研究相對滯后，現有檢測方法效率較低問題，難以滿足工程實際要求。因此，深入分析土石混填路基承載機理、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過程中亟待解決的問題。為此，本文結合湖南省交通科技項目“土石混填路基壓實度自動快速檢測技術及其工程應用

2、研究”，針對土石混填路基承載特性，從理論方法、室內模型試驗現及場試驗三方面展開系統(tǒng)深入的研究，提出一套完整的土石混填路基壓實度計算及快速檢測方法。
　　首先，本文綜合分析了現有土石混填路基壓實度檢測技術，全面深入地研究了土石混合料的工程性質，并根據實際施工條件，依據相似原理考慮不同含石量及壓實度，設計并完成了土石混填路基室內模型試驗，提出了靜力貫入法測試土石混填路基壓實度的研究思路。在此基礎上，設計了不同形狀及尺寸的探頭，對模型路

3、基及某實際工程路段進行靜力貫入試驗，獲取了大量試驗資料。室內外試驗結果表明，使用平底圓形探頭所得到的靜力貫入試驗曲線更有規(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，基于室內模型試驗結果，深入分析了靜載作用下土石混填路基變形機理，建立了土石混填路基孔隙率與變形模量相關聯的理論模型。在此基礎上，考慮路基變形模量隨荷載發(fā)生變化的特征，引入分級加載思想，結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算模型，進而提出了集中和均布荷載條件下的土石混填路基壓實度檢測新方法;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力分為各向等壓應力和軸向偏應力兩部分，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、內摩擦角、泊松比、初始孔隙率等參數的路基貫入荷載位移分析模型。引入自適應遺傳模擬退火優(yōu)化反演分析方法，利用實測路基靜力貫入荷載位移曲線確定路基的壓實度

5、，建立了另一種基于靜力貫入試驗的路基壓實度檢測方法。
　　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，獲得了圓形基礎的極限承載力的上限解公式;基于合理假定及修正方法，對比極限承載力上限解與標準試驗曲線，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，直接求解試驗點的壓實度，進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度檢測方法。
　　最后，基于靜力貫入試驗及本文試驗和理論分析成果，開發(fā)了