[发明专利]一种级配碎石混合料重复荷载作用下塑性应变预估方法

权利要求书

1.一种级配碎石混合料重复荷载作用下塑性应变预估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、对不同粒径单粒径碎石进行重复荷载试验，获取单粒径的塑性应变；

步骤二、进行不同工况下单粒径碎石的重复荷载试验，分析不同因素对单粒径碎石塑性应变的影响，确定单粒径碎石塑性应变模型的主要影响因素和修正影响因素；

建立重复荷载作用下的单粒径碎石塑性应变模型；

步骤三、根据粗集料颗粒粒径组成、骨架结构及其空隙、细集料级配组成对级配碎石塑性变形的影响，基于单粒径碎石塑性应变模型，建立级配碎石混合料的塑性应变预估模型；

计算不同工况条件下级配碎石混合料的塑性应变。

2.根据权利要求1所述级配碎石混合料重复荷载作用下塑性应变预估方法，其特征在于：

所述的步骤一采用不同荷载强度进行单粒径碎石重复荷载试验，荷载试验的围压为10kPa～50kPa，对不同粒径单粒径碎石荷载作用次数均在20000次以上。

3.根据权利要求1或2所述级配碎石混合料重复荷载作用下塑性应变预估方法，其特征在于，按照下式对单粒径碎石重复荷载试验的塑性应变进行计算：

ε_p＝aN^b (1)

式中，ε_p为塑性应变，即第N次加载时塑性应变累计值；a和b为塑性应变模型参数。

4.根据权利要求1所述级配碎石混合料重复荷载作用下塑性应变预估方法，其特征在于：所述的步骤二单粒径碎石的重复荷载试验工况包括不同的荷载强度、荷载频率和结构密实度，采用方差分析法分析不同因素对单粒径碎石塑性应变的影响。

5.根据权利要求4所述级配碎石混合料重复荷载作用下塑性应变预估方法，其特征在于：

以荷载强度为主要影响因素，以荷载频率和密实度为修正影响因素，建立重复荷载作用下的单粒径碎石塑性应变模型，其表达式如下：

式中：为荷载频率对塑性应变的修正系数，为密实度对塑性应变的修正系数；a和b为荷载强度对塑性应变的影响参数，其中a＝f₁(σ_d)、C＝f₃(σ_d)，σ_d为轴向荷载偏应力。

6.根据权利要求1所述级配碎石混合料重复荷载作用下塑性应变预估方法，其特征在于，步骤三按照如下表达式建立级配碎石混合料的塑性应变预估模型：

式中，ε_p为级配碎石混合料的塑性应变；

FI为粗集料骨架结构的骨架指数；

d_f为细集料填充作用影响系数；

M_f为细集料的质量百分比；

ρ_i为不同粒径粗集料的振实密度，单位为g/cm³，

ρ₀为粗集料结构的振实密度，单位为g/cm³；

ε_pi为不同粒径粗集料的塑性应变，单位为με；

ε_pf为细集料的塑性应变，单位为με。

7.根据权利要求6所述级配碎石混合料重复荷载作用下塑性应变预估方法，其特征在于：

FI作为粗集料的结构贡献度，由粗集料骨架结构分析确定；

FI＝∑(S_iM_i)；

其中，S_i为不同粒径集料的综合影响系数，M_i为不同粒径粗集料的质量百分比。

8.根据权利要求6所述级配碎石混合料重复荷载作用下塑性应变预估方法，其特征在于：

d_f的计算表达式为：

d_f＝|n-0.5|/0.5；

其中，n为细集料级配以最大密度理论的n法的值。