[发明专利]湿化作用下路基顶面当量回弹模量的确定方法

摘要

本发明公开了一种湿化作用下路基顶面当量回弹模量的确定方法，具体为：测定路基土体的应力相关土水特征曲线，确定路基土体的体积含水率；建立湿度和应力依赖的路基土回弹模量预估模型；采用ABAQUS有限元软件获取路基结构内对应结点的坐标，根据湿化作用下的路基路面结构模型以及湿度和应力依赖的路基土回弹模量预估模型得到路基内每个结点的回弹模量，通过ABAQUS有限元软件获得动荷载作用下路基顶面的最大弯沉；根据路基土不同动回弹模量下的路基顶面最大弯沉，得到路基顶面当量回弹模量。本发明将路基非均匀的回弹模量场转化为路基结构的回弹模量，为路面结构设计与分析提供更加精确的理论依据。

主权项

1.一种湿化作用下路基顶面当量回弹模量的确定方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行，步骤S1：采用压力板仪测定路基土体的应力相关土水特征曲线，并将测定结果拟合得到路基土体的基质吸力与含水率的Fredlund&Xing模型参数，根据Fredlund&Xing模型确定路基土体的体积含水率θw；步骤S2：以动三轴试验结果为基础，建立湿度和应力依赖的路基土回弹模量预估模型，见下式，其中：MR表示路基土的回弹模量；s表示基质吸力；θ0表示初始体应力，其值等于路基内各点的竖向净法向应力σj；pa为参考大气压力；k0，k1，k2，k3为模型回归参数，由动三轴试验测定；τoct为八面体剪应力；步骤S3：采用ABAQUS有限元软件获取路基结构内对应结点的坐标，根据湿化作用下的路基路面结构模型以及湿度和应力依赖的路基土回弹模量预估模型得到路基内每个结点的回弹模量MRj，其中，j为结点编号；通过ABAQUS有限元软件的绘图功能根据每个结点的回弹模量MRj获得路基表面与荷载中心线交叉位置的路基顶面弯沉随加载时间的变化关系图，其峰值即为动荷载作用下路基顶面的最大弯沉；步骤S4：建立弹性半空间预估模型，采用相同的路基路面结构模型和动载荷加载方式，得到路基土不同动回弹模量下的路基顶面最大弯沉，根据弯沉等效原则，令弹性半空间预估模型与湿度和应力依赖的路基土回弹模量预估模型的路基顶面最大弯沉相等，对应的动回弹模量即为路基顶面当量回弹模量。