[发明专利]基于状态变量和应力变量的路基土动态回弹模量预估方法

权利要求书

1.基于状态变量和应力变量的路基土动态回弹模量预估方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：

步骤a：用压力板仪测定路基土的基质吸力，采用Fredlund and Xing模型描述土水特征曲线，得到不同压实度下的参数，进而得到相应含水率下的基质吸力；

步骤b：用动三轴仪进行动态回弹模量试验，得到路基土动态回弹模量的值；

步骤c：选取压实度RC、基质吸力ψ作为预估模型的状态变量，选取最小体应力θ_m和八面体剪应力τ_oct作为预估模型的应力变量，建立综合考虑路基土状态变量和应力变量的动态回弹模量预估模型，如式(1)所示，

其中：M_R为路基土动态回弹模量；RC为压实度；ψ为基质吸力；θ_m为最小体应力，θ_m＝θ-σ_d，θ为体应力，σ_d为循环偏应力；θ＝σ₁+σ₂+σ₃，σ₁为竖向主应力，σ₂为中间主应力，σ₃为围压，σ₂＝σ₃；τ_oct为八面体剪应力，p_a为大气压强，p_a＝100kPa；k₀为修正系数；k₁反映压实度的影响程度；k₂反映基质吸力的影响程度；k₃反映最小体应力的影响程度；k₄反映八面体剪应力的影响程度；

步骤d：采用SAS即统计分析软件，通过逐步线性回归方法，根据试验数据拟合得到预估模型参数为k₀、k₁、k₂、k₃、k₄，建立预估模型参数与路基土物理性质指标的关系方程；

所述步骤d路基土物理性质指标有：液限w_L、塑性指数I_P、最佳含水率w_opt、最大干密度ρ_dmax、0.075mm筛通过的百分率P_0.075，以及第一变量DmaxP，如式(3)所示，第二变量DmaxIP，如式(4)所示，预估模型参数与路基土物理性质指标的关系方程如式(5)所示；

DmaxP＝P_0.075×ρ_dmax； (3)

DmaxIP＝I_P×ρ_dmax； (4)

其中，R²是相关性系数。

2.根据权利要求1所述的基于状态变量和应力变量的路基土动态回弹模量预估方法，其特征在于，所述步骤a中，压实度范围为85％～100％，取四个压实度进行，土水特征曲线方程如式(2)所示；

其中：θ_w为体积含水率；θ_s为饱和体积含水率；a_f，b_f，c_f和h_r为Fredlund and Xing模型参数，a_f为土样进气值；b_f为土样达到进气值后，水从土样中的排出率；c_f为残留含水率；h_r为残余含水率时基质吸力大小，C(ψ)为修正方程，当基质吸力ψ为极限值1000000时，含水率为0。

3.根据权利要求1所述的基于状态变量和应力变量的路基土动态回弹模量预估方法，其特征在于，所述步骤b路基土试件采用万能液压试验机静压压实成型，根据击实试验结果，分别按压实度范围为85％～100％内的四个压实度和80％OMC、100％OMC、120％OMC、140％OMC、160％OMC的含水率制备试件，OMC为湿法击实试验得到的最佳含水率，每个加载序列的应力水平完成之后，取最后5次加载次数的循环的试验结果计算路基土动态回弹模量值。