[发明专利]一种路基碎石土动态回弹模量预估方法

权利要求书

1.一种路基碎石土动态回弹模量预估方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

步骤S1、分别配置不同含石量下的路基碎石土，并对配置的不同含石量下的路基碎石土开展击实试验，确定不同含石量下的路基碎石土的最佳含水率和最大干密度；

步骤S2、采用配置的不同含石量下的路基碎石土分别制备不同压实度下的三轴路基碎石土试样，并对制备的三轴路基碎石土试样开展动三轴试验，得到路基碎石土试样在不同工况即不同含石量、不同压实度和不同应力状态下的动态回弹模量值；

步骤S3、对比分析路基碎石土试样在不同工况下的动态回弹模量值，建立综合考虑物理组成、物理状态和应力状态的路基碎石土动态回弹模量预估模型，如下式所示：

其中，M_R为路基碎石土动态回弹模量值，R_c为含石量，C为压实度；θ为体应力，τ_oct为八面体剪应力；p_a为大气压强；k₁～k₅均为模型参数，k₁为模型修正系数，k₂表征碎石土中含石量对回弹模量值的影响，k₃表征体应力对回弹模量的影响，k₄表征八面体剪应力对回弹模量的影响，k₅表征压实度对回弹模量的影响；

步骤S4、采用路基碎石土试样在不同工况下的动态回弹模量值对路基碎石土动态回弹模量预估模型进行拟合，得到模型参数k₁～k₅；

步骤S5、采用模型参数k₁～k₅已知的路基碎石土动态回弹模量预估模型预估不同工况下的路基碎石土的动态回弹模量。

2.根据权利要求1所述的一种路基碎石土动态回弹模量预估方法，其特征在于，所述步骤S1的具体实现过程如下：

首先将击实试验所需的土样放入烘箱烘干，然后按照含石量0％、30％、40％、50％、60％和70％掺配石灰石砾石配置路基碎石土，并采用下述方法确定不同含石量下的路基碎石土的最大干密度和最佳含水率：按照经验预估当前含石量下路基碎石土的最佳含水量，并以2％含水率为差值对预估的当前含石量下路基碎石土的最佳含水率进行梯度变化，然后分别配置当前含石量下不同含水率的路基碎石土，并用塑料密封袋分别封装并闷料18小时，使路基碎石土内的湿度达到均匀状态；闷料完成后采取三层法进行击实试验，击实完成后对路基碎石土试样进行称重，在脱模后选取典型路基碎石土试样测试其含水率，并根据标准试筒的体积和路基碎石土试样的质量，计算路基碎石土试样的干密度，绘制路基碎石土试样的干密度和含水率的关系曲线图，路基碎石土试样的干密度和含水率的关系曲线图中，最大干密度所对应的含水率即为最佳含水率。

3.根据权利要求1所述的一种路基碎石土动态回弹模量预估方法，其特征在于，所述步骤S2的具体实现过程如下：

首先依据击实试验得到的不同含石量下的路基碎石土试样的最大干密度和最佳含水率，以及路基碎石土试样拟制备的压实度，计算拟制备的路基碎石土试样的干密度，进而通过路基碎石土试样的干密度和最佳含水率计算其湿密度，再根据击实试筒的体积计算得到路基碎石土试样的质量；

然后进行三轴试样制备，通过质量控制法，将按照含石量、最大干密度和计算的所需土样质量配置得到的路基碎石土制备成压实度分别为90％、93％、96％和100％的四种不同压实度的路基碎石土试样；

最后采用半正弦波分别对上述不同压实度的路基碎石土试样进行重复加载三轴试验，得到路基碎石土试样的动态回弹模量值。

4.根据权利要求3所述的一种路基碎石土动态回弹模量预估方法，其特征在于，所述依据击实试验得到的不同含石量下的路基碎石土试样的最大干密度和拟制备的压实度，计算路基碎石土试样的干密度，按照以下公式进行：

其中，C为压实度，ρ_d为路基碎石土试样的干密度，ρ_dmax为路基碎石土试样的最大干密度。

5.根据权利要求3所述的一种路基碎石土动态回弹模量预估方法，其特征在于，所述三轴试验加载完成后取最后5次循环所得测量值的平均值作为动态回弹模量值。