承載板測(cè)定土基回彈模量試驗(yàn)方法

1． 目的和適用范圍

（1）       本方法適用于在現(xiàn)場(chǎng)土基表面，通過(guò)承載板對(duì)土基逐級(jí)加載、卸載的方法，測(cè)出每級(jí)荷載下相應(yīng)的土基回彈變形值。

（2）       本方法測(cè)定的土基回彈模量可作為路面設(shè)計(jì)參數(shù)使用。

2． 儀具與材料

本試驗(yàn)需要下列儀具與材料：

（1）       加載設(shè)施：載有鐵塊或集料等重物、后軸重不小于60kN的載重汽車一輛，作為加載設(shè)備。在汽車大梁的后軸之后約2000px處，附設(shè)加勁小梁一根作反力架。汽車輪胎充氣壓力0.50Mpa。

（2）       現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試裝置，由千斤頂、測(cè)力計(jì)（測(cè)力環(huán)或壓力表）及球座組成。

（3）       剛性承載板一塊，板厚20mm,直徑750px，直徑兩端設(shè)有立柱和可以調(diào)整高度的支座，供安放彎沉儀測(cè)頭，承載板安放在土基表面上。

（4）       路面彎沉儀兩臺(tái)，由貝克曼梁、百分表及支架組成。

（5）       液壓千斤頂一臺(tái)，80~100kN，裝有經(jīng)過(guò)標(biāo)定的壓力表或測(cè)力環(huán)，其容量不小于土基強(qiáng)度，測(cè)定JING度不小于計(jì)量程的1/100。

（6）       秒表。

（7）       水平尺。

（8）       其它：細(xì)砂、毛刷、垂球、鎬、鐵鍬、鏟等。

3． 方法與步驟

  1．準(zhǔn)備工作

（1）       根據(jù)需要選擇有代表性的測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)應(yīng)位于水平的路基上，土質(zhì)均勻，不含雜物；

（2）       仔細(xì)平整土基表面，撒燥潔凈的細(xì)砂填平土基凹處，砂子不可覆蓋全部土基表面避免形成一層。

（3）       安置承載板，并用水平尺進(jìn)行校正，使承載板置水平狀態(tài)。

（4）       將試驗(yàn)車置于測(cè)點(diǎn)上，在加勁小梁中部掛垂球測(cè)試，使之恰好對(duì)準(zhǔn)承載板中心，然后收起垂球。

（5）       在承載板上安放千斤頂，上面寸墊鋼圓筒、鋼板，并將球座置于頂部與加勁橫梁接觸。如用測(cè)力環(huán)時(shí)，應(yīng)將測(cè)力環(huán)置于千斤頂與橫梁中間，千斤頂及寸墊物必須保持垂直，以免加壓時(shí)千斤頂傾倒發(fā)生事故并影響測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（6）       安放彎沉儀，將兩臺(tái)彎沉儀的測(cè)頭分別置于承載板立柱的支座上，百分表對(duì)零或其他合適的初始位置上。

2．測(cè)試步驟承載板測(cè)定土基回彈模量試驗(yàn)方法

（1）                    用千斤頂開(kāi)始加載，注視測(cè)力環(huán)或壓力表，至預(yù)壓0.05Mpa，穩(wěn)壓1min,承載板與土基緊密接觸，同時(shí)檢查百分表的工作情況是否正常，然后放松千斤頂油門卸載，穩(wěn)壓1min后，將指針對(duì)零或記錄初始讀數(shù)。

（2）                    測(cè)定土基的壓力一變形曲線。用千斤頂加載，采用逐級(jí)加載法，用壓力表或測(cè)力環(huán)控制加載量，荷載小于0.1Mpa時(shí)，每級(jí)增加0.02Mpa,以后每級(jí)增加0.04Mpa,左右。為了使加載和計(jì)算方便，加載數(shù)值可適當(dāng)調(diào)整為整數(shù)。每次加載至預(yù)定荷載（P）后，穩(wěn)定1min，立即讀記兩臺(tái)彎沉儀百分表數(shù)值，然后輕輕放開(kāi)千斤頂油門卸載至0，待卸載穩(wěn)定1min后，再次讀數(shù)，每次卸載后百分表不再對(duì)零。當(dāng)兩臺(tái)彎沉儀百分表讀數(shù)之差小于平均值的30%時(shí)，取平均值。如超過(guò)30%，則應(yīng)重測(cè)。當(dāng)回彈變形值超過(guò)1mm時(shí)，即可停止加載。

（3）                    各級(jí)荷載的回彈變形和總變形，按以下方法計(jì)算：

  回彈變形（L）=（加載后讀數(shù)平均值—卸載后讀數(shù)平均值）

×彎沉儀杠桿比

總變形（Lˊ）=（加載后讀數(shù)平均值—加載初始前讀數(shù)平均值）

                ×彎沉儀杠桿比

  （4）測(cè)定總影響量a。Z后一次加載卸載循環(huán)結(jié)束后，取走千斤頂，重新讀取百分表讀數(shù)，然后將汽車開(kāi)出10m以外，讀取終讀數(shù)，兩只百分表的初、終讀數(shù)差之平均值即為總影響量a。

  （5）在試驗(yàn)點(diǎn)下取樣，測(cè)定材料含水量。取樣數(shù)量如下：

Z大粒徑不大于5mm,試樣數(shù)量約120g;

Z大粒徑不大于25mm,試樣數(shù)量約250g;

Z大粒徑不大于40mm,試樣數(shù)量約500g

（6）在緊靠試驗(yàn)點(diǎn)旁邊的適當(dāng)位置，用灌砂法或環(huán)刀法等測(cè)定土基的密度。

（7）本試驗(yàn)的各項(xiàng)數(shù)值可記錄于記錄表上。

4  計(jì)算

（1）各級(jí)壓力的回彈變形值加上該級(jí)的影響量后，則為計(jì)算回彈變形值。是以后軸重60kN的標(biāo)準(zhǔn)車為測(cè)試車的各級(jí)荷載影響量的計(jì)算值。當(dāng)使用其它類型測(cè)試車時(shí)，各級(jí)壓力下的影響ai算：

           （ T₁+T₂）πD²P₁

      ai = ——————————·a

                4T₁Q

式中：T₁——測(cè)試車前后軸距（m）;

T₂——加勁小梁距后軸距離（m）；

D——承載板直徑（m）;

Q——測(cè)試車后軸重（N）；

P₁——該承載板壓力（Pa）;

a——總影響量（0.01mm）；

ai——該級(jí)壓力的分級(jí)影響量（0.01mm）。

  （2）將各級(jí)計(jì)算回彈變形值點(diǎn)繪于標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算紙上，排除顯著偏離的異常點(diǎn)并繪出順滑的P~L曲線。

（3）       算相應(yīng)于各級(jí)荷載下的土基回彈模量Ei值：

         πD   p_i

       Ei=—·— (1—μ₀²)        

⁴      L_i                                                                                            

  試中： Ei——相應(yīng)于各級(jí)荷載下的土基回彈模量（Mpa）

         μ₀——土的泊松比，根據(jù)部頒路面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定選用；

         D——承載板直徑750px；

         p_i——承載板壓力（Mpa）；

         L_i——相對(duì)于荷載p_i時(shí)的回彈變形（cm）。

（4）       取結(jié)束試驗(yàn)前的各回彈變形值按線性回歸方法計(jì)算土基回彈模量E₀值：

      πD    Σp_i

E₀= ——·——（1—μ₀²）                                                                                            

      4    ΣL_i

試中：E₀——土基回彈模量（Mpa）；

μ₀——土的泊松比，根據(jù)部頒路面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定選用；

L_i——結(jié)束試驗(yàn)前的各級(jí)實(shí)測(cè)回彈變形值；

p_i——對(duì)應(yīng)于L_i的各級(jí)壓力值。

（5）       報(bào)告

5 試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)記錄下列結(jié)果：

（1）       試驗(yàn)時(shí)所采用的汽車。

（2）       近期天氣情況。

（3）       試驗(yàn)時(shí)土基的含水量（%）。

（4）       土基密度和壓實(shí)度。

（5）       相應(yīng)于各級(jí)荷載下的土基回彈模量Ei值。

（6）       土基回彈模量E₀值（Mpa）