[发明专利]快速确定土水特征曲线和动态回弹模量模型参数的方法

权利要求书

1.快速确定土水特征曲线和动态回弹模量模型参数的方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：

步骤a、进行多种路基土的基本物理性能指标试验；

步骤b、用压力板仪测定相应路基土的基质吸力并采用Fredlund and Xing模型建立土水特征曲线，进而得到土水特征曲线模型参数；

步骤c、用动三轴仪进行动态回弹模量试验，得到相应路基土动态回弹模量的值；

步骤d、选取已有的综合考虑基质吸力ψ、最小体应力θ_m和八面体剪应力τ_oct的回弹模量预估模型，采用步骤c得到的路基土动态回弹模量，拟合求解得到相应路基土回弹模量预估模型的模型参数k₀、k₁、k₂、k₃；k₀为修正系数；k₁反映基质吸力的影响程度；k₂反映最小体应力的影响程度；k₃反映八面体剪应力的影响程度；

步骤e、采用统计分析软件JMP，通过逐步线性回归方法，根据步骤a得到的路基土的基本物理性质指标以及步骤b得到的土水特征曲线模型参数和步骤d得到的路基土回弹模量预估模型的模型参数，分别建立土水特征曲线模型参数与路基土物理性质指标的关系方程，以及回弹模量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a中路基土物理性能指标为：液限w_L、塑限w_P、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，饱和体积含水率θ_s、干密度ρ_d，以及第一变量DmaxP，如式(1)所示，第二变量DmaxIP，如式(2)所示；

DmaxP＝P_0.075×ρ_dmax；                        (1)

DmaxIP＝I_P×ρ_dmax；                     (2)

所述步骤d中路基土回弹模量预估模型如式(4)所示；

其中：M_R为路基土动态回弹模量；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；

所述步骤e中土水特征曲线模型参数与路基土物理性质指标的关系方程如式(5)～(7)所示，回弹模量预估模型参数与路基土物理性质指标的关系方程如式(8)～(11)所示，

c_f＝1.25-0.78w_L+0.89w_P+0.71I_P-0.02P_0.075, R²＝0.80    (7)

k₃＝3.73-0.1w_L+0.14IP-0.04θ_s-2.41ρ_d+0.01DmaxP, R²＝0.82  (11)

其中，R²是相关性系数。

2.根据权利要求1所述的快速确定土水特征曲线和动态回弹模量模型参数的方法，其特征在于，所述步骤b中，根据得到的土水特征曲线拟合求解，然后得到土水特征曲线模型参数a_f、b_f、c_f和h_r；其中土水特征曲线方程如式(3)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；ψ是基质吸力；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。