[发明专利]一种最大粒径大于40mm的土石混合料最大干密度确定方法

权利要求书

1.一种最大粒径大于40mm的土石混合料最大干密度确定方法，其特征在于，通过式(1)对土石混合料最大干密度进行计算，

式中：ρ表示最大粒径大于40mm的土石混合料最大干密度，g/cm³；

ρ_max表示粒径为0～40mm混合料的最大干密度，g/cm³；

λ表示粒径大于40mm的混合料的掺量，其中，表示粒径为0～40mm的混合料的质量，g；表示粒径大于40mm的混合料的质量，g；

η表示颗粒特征参数，η＝D_2max/40，其中，D_2max表示粒径大于40mm的混合料的最大粒径；

a、b均表示回归系数，其中，a的取值范围为0～6.5，b的取值范围为0～5.0。

2.权利要求1所述的最大粒径大于40mm的土石混合料承载比的确定方法，其特征在于，当土石混合料中的石颗粒的抗压强度大于30MPa时，a的取值范围为0～2.3，b的取值范围为0～1.8；当石颗粒的抗压强度介于15～30MPa之间时，a的取值范围为2.3～4.5，b的取值范围为1.8～3.5；当石颗粒的抗压强度小于15MPa时，a的取值范围为4.5～6.5，b的取值范围为3.5～5.0。

3.权利要求1所述的最大粒径大于40mm的土石混合料最大干密度确定方法，其特征在于，所述的回归系数a、b的确定过程包括以下步骤：

步骤1：取部分待测定土石混合料作为试样，将试样分为A₁组和A₂组，其中A₁组的混合料粒径为0～40mm，A₂组的混合料的最小粒径大于40mm；

将A₁组混合料分成粒径范围不同的n组，分别为A₁₁,…A_1i,…,A_1n，i＝1,2,…n，n≥2；其中，A_1i的粒径范围为D_i-1～D_i mm，其中D₀＝0，D_n＝40mm；

将A₂组的混合料分为粒径范围不同的m组，分别为A₂₁,…A_2j,…,A_2m，j＝1,2,…m，m≥3；其中，A_2j的粒径范围为40mm～D_j mm，40mmD_j-1D_j；

步骤2：测试A₁组混合料的实测最大干密度：

将A₁₁至A_1n这n组混合料进行混合，分别混合P组，P≥4，每组的混合料的质量比例关系各异；采用室内振动击实方法测试这P组中每一组混合料的实测最大干密度ρ_p,max，p＝1,2,…,P；

步骤3：确定混合料的最佳微力学参数：

步骤3.1：生成振动试验压头、试筒和底座的模型；根据每组土石混合料的颗粒组成、几何形状及物理参数，生成虚拟的土石混合料颗粒，其中物理参数包括密度、模量与泊松比；在重力作用下完成初步密实；选用带阻尼的线弹性模型，输入土石混合料中土颗粒与石颗粒的微力学参数的初始值；施加激振力，振动击实形成虚拟试件；

步骤3.2：根据颗粒数与密度，计算得到虚拟试件的质量M_p；读取虚拟试件的高度h_p和直径D_p；通过式(2)得到P组混合料的数值试验最大干密度ρ_p,s，p＝1,2,…,P，

步骤3.3：通过式(3)计算实测最大干密度ρ_p,max与数值试验最大干密度ρ_p,s的累计偏差δ；反复调整混合料的微力学参数，得到多个δ，当δ最小时对应的微力学参数为最佳微力学参数；

步骤4：确定A₂组和A₁组混合后混合料的数值试验最大干密度：

步骤4.1：将A₂₁组与A₁组的P组混合料分别进行混合，根据步骤3中得到的混合料的最佳微力学参数分别对混合后的P组混合料进行数值模拟试验，得到混合后混合料的数值试验最大干密度ρ_21,s，

步骤4.2：按照上述步骤4.1，对A₂组中的其他的组进行数值模拟，最终得到A₂组中全部m组混合料的数值试验最大干密度，分别为ρ_21,s,ρ_22,s,…,ρ_2j,s,...,ρ_2m,s，其中，

步骤5：根据步骤2得到的ρ_p,max和步骤4.2得到的ρ_2j,s，按照下式(4)进行拟合，得到回归系数a和b；

式中：ρ_p,max为A₁组的实测最大干密度，p＝1,2,…,P，g/cm³；

ρ_2j,s为A₂组与A₁组混合后混合料的数值试验最大干密度，j＝1,2,…m，g/cm³；

λ为A₂组土石混合料在土石混合料中的质量占比；

为A₁组土石混合料的质量，g；为A₂组土石混合料的质量，g；

η＝D_2max/40，表示A₂组土石混合料的最大粒径D_2max与最小粒径40mm的比值，表示颗粒特征参数；

a，b为回归系数。