室内承载板法土工试简约束的综合修正

室内承载板法是测定土样回弹模量的标准试验方法，其基本原理是根据实测的各级承载板压力和回弹变形的关系，运用圆形垂直刚性分布荷载作用下的弹性半空间体竖向位移理论公式来计算土样回弹模量．但是，由于击实成型的测试土样受到土工试筒的筒底和筒壁的约束作用，土样的有限尺寸和受力条件与半无限的弹性半空间体理论存在较大的差别，造成土样回弹模量测试结果偏大，导致测试结果难以应用于路面结构设计，所以有必要对室内承载板法的土样回弹模量测试结果进行约束修正．为此，首先推导了具有刚性下卧层的弹性层轴对称课题的应力和位移理论解，并通过轴对称有限元法，验证了理论解的正确性，从而考虑土工试筒筒底的约束作用，以竖向位移理论公式提出了室内承载板法测定土样回弹模量的高度修正系数墨．其次，在高度修正的基础上，通过轴对称有限元法考虑土工试筒筒壁的约束作用，提出了室内承载板法测定土样回弹模量的直径修正系数墨．综合高度修正和直径修正，提出了不同直径D的承载板测定土样回弹模量的综合修正系数K，以及K和D的回归公式．最后，通过不同直径承载板进行了室内测试验证．验证结果表明，所提出的综合修正系数可用于室内承载板法测定土样回弹模量的土工试筒约束的综合修正，并保证了测试结果的合理性和可靠性．     

室内承载板法测定土基回弹模量的理论修正

土基回弹模量是路面结构设计中一个重要的参数,能否选用合乎实际的土基回弹模量直接关系到路面结构的安全性和经济性.由于野外承载板法费时、费力,且测点位置的选取以及测点多寡对回弹模量的影响,室内试验是一种不可缺少的方法.以弹性层状体系理论为基础,对室内承载板法测定土基回弹模量进行了理论修正,利用有限元程序求出修正系数,并通过实例工程进行验证.结果表明:室内承载板测定土基回弹模量应乘以0.95这个修正系数,从而为室内合理测定土基回弹模量值提供参考依据.     

应用落锤式弯沉仪评价土基模量的试验研究

土基回弹模量是路面设计的重要参数,实验室内测定土基回弹模量的方法为重复荷载三轴试验,野外测试的方法有承载板、动态锥等方法,上述方法操作起来都比较复杂。利用FWD（落锤式弯沉仪）测试土基计算弹性模量,再用国内常用的野外承载板试验测定土基回弹模量,分析FWD弹性模量和回弹模量之间的相关性,研究FWD直接预测土基回弹模量的可行性。结果表明该方法具有一定的可行性。     

路基土回弹模量湿度调整系数预估研究

选取了几种代表性的路基土样,采用UTM(万能材料试验机)动力三轴试验系统,测试不同湿度下的回弹模量,分析湿度对路基土回弹模量的影响规律,利用测试结果,对Witczak回弹模量湿度调整系数模型中的参数进行校正,建立适用于我国粗细粒土组的湿度调整系数预估模型.结果表明,路基土湿度在最佳含水率饱和度±20%区间内,模量调整系数与饱和度差值近似呈线性关系,而当湿度低于最佳含水率饱和度20%以上时,模量调整系数受饱和度变化的影响很小.针对不同类型土组,应用建立的模型,推荐了回弹模量的湿度调整系数,可结合室内回弹模量测试,反算路基在实际湿度状况下的回弹模量值.     

旧水泥混凝土路面破裂板沥青加铺层设计方法研究

为了方便快捷地确定计算路面结构厚度所需的重要参数,根据弹性半空间理论,研究了承载板下旧水泥混凝土路面破裂板的竖向弯沉与弹性模量、泊松比、平均触地压力及承载板直径之间的关系,依据试验路现场测试结果,得出了弯沉和破裂板顶面当量回弹模量之间的回归公式,在此基础上,对旧水泥混凝土路面破裂板上沥青加铺层结构的设计方法进行了研究,根据当量回弹模量、道路等级、面层、补强层类型及累计轴载作用次数计算设计弯沉值,由设计弯沉值即可推算出沥青加铺层所需的厚度.     

基于两点路表弯沉反算土基回弹模量的研究

基于层状弹性理论,利用远离承载板中心的两点路表变形响应反算土基回弹模量。根据半刚性基层沥青路面常用路面结构组合形式,构建土基回弹模量与两点路表弯沉值之间一一对应的数据库,建立回归模型。由理论弯沉盆和实测弯沉盆的预测结果表明,建立的土基回弹模量回归预测模型具有良好的精度和可靠性,为进一步快速、有效地评定土基的承载能力提供了依据。     

路基弯沉检测标准

针对<公路路面基层施工技术规范>(JTJ 034-2000)中路基弯沉检测方法存在的不足,结合西安-户县高速公路试验路实体工程,对土样进行室内轻、重型击实标准回弹模量试验,现场检测土基回弹弯沉值、回弹模量和压实度等指标,对检测数据进行回归分析,得出土基回弹模量与稠度、压实度的关系,进而推出季节影响系数与稠度关系.结果表明:西安地区土基回弹模量设计取值宜在规范基础上提高20%～40%;结合回归得出的土基回弹模量与土基顶面弯沉的关系,可以得到路基顶面弯沉检测标准,从而为路基弯沉检测提供依据.     

基于图像技术的三轴土样径向变形测量

在常规三轴试验中,由于端部约束的影响难以实现对三轴土样变形的准确测量。将图像测量技术运用于土样的不固结不排水三轴试验中,能够有效地克服常规三轴试验的不足,实现非接触式的三轴土样变形测量。通过已知尺寸的圆柱体在压力室内和压力室外的测量,对有机玻璃压力室和压力室内水介质引起的折射问题引入了折射系数进行修正。结果表明:(1)通过图像测量方法能够有效克服端部约束对土样变形的影响;(2)折射效应对土样的径向变形的影响比较大,对轴向变形的影响非常小,且折射修正系数为1.205,对折射效应引起的测量误差可以有效地消除或减小,其绝对测量误差为±0.17 mm。图像测量得到三轴土样的偏应力要小于常规测量值,常规测量方法得到的土体强度偏大。     

应用现场载荷试验计算压缩模量的方法

为了将原位载荷试验应用于地基沉降计算,以延安地区黄土填土工程为实例依托,采用弹性理论中的应变影响系数和完全侧限点的应力应变关系理论,推导了利用载荷试验结果计算地基压缩模量的方法。研究结果表明:符合完全侧限应力状态的点位于载荷板中心点下0.834倍荷载板半径R处;将载荷试验结果中荷载P乘以0.737、荷载板沉降S乘以0.522与荷载板半径R的比值,可将载荷试验的P-S曲线转化成单向压缩的应力-应变曲线,进而可以计算出压缩模量;由该文方法计算的压缩模量均值与室内试验测试结果均值一致,两者平均值的差异仅为5.53%;由于原位测试避免了对土样的扰动,所以得到的压缩模量的离散性低于室内试验测试结果,方差减小了57.2%。研究成果可为压缩模量的测试方法和地基沉降计算方法的拓展提供参考。     

干湿循环下红黏土回弹模量对路面结构影响

利用室内承载板法分析干湿循环作用下压实红黏土回弹模量变化规律,以壳牌设计软件BISAR3.0为计算工具,计算了干湿循环下红黏土回弹模量对路面结构的力学特性影响。结果表明:压实红黏土回弹模量值随干湿循环次数的增加而衰减,其中第1次衰减很大,经过3~5次干湿循环作用后,回弹模量基本都在10~15 MPa。面层层底弯拉应力、应变随红黏土土基回弹模量的减小而减小,基层、底基层层底拉应力、应变随红黏土土基回弹模量的减小而增加。底基层层底弯拉应力、应变与红黏土土基回弹模量的关系可用对数来拟合。结构层厚度随红黏土土基回弹模量的减小而增大,经第1次干湿循环其结构层厚度增加19.32%,当回弹模量稳定后其厚度增加21.59%。     

深厚覆盖土层中桩的有效桩长

采用线弹塑性荷载传递函数，按极限承载力控制法确定深厚覆盖土层中桩的有效桩长，分析了桩的刚度系数，桩端土持力层弹性模量与桩周土弹性模量之比值，桩侧极限位移，桩顶沉降量，桩径和土的泊桑比等因素对桩有效桩长的影响，其结果表明：除土的泊桑比和桩端土持力层弹性模量与桩周土弹性模量比值对桩有效桩长的影响不明显外，其余因素均有一定或较大的影响，且与弹性理论法分析结论一致，为了将理论分析应用到工程实际中，对各参数在工程桩中的取值进行了分析。     

CFRP约束圆钢管高强混凝土短柱轴压试验研究

为研究混凝土强度、径厚比、CFRP(碳纤维增强复合材料)层数及CFRP包裹方式等参数对CFRP约束圆钢管混凝土轴压静力性能的影响,进行了6个圆钢管混凝土短柱和18个CFRP-钢管混凝土短柱的轴压对比试验.研究发现CFRP的约束对圆钢管混凝土承载力有较显著的提升,且承载力的提高幅度随着CFRP的增加而增加.钢管高强、超高强混凝土短柱的破坏形态呈现为剪切破坏,延性较差,CFRP的约束可以改善其延性,且CFRP层数越多延性越好.半包CFRP试件性能接近于全包CFRP试件性能.随径厚比增大,CFRP约束效果下降.若黏结良好,试件失效前,CFRP与钢管能保持协同工作;最后选取了3个经典的CFRP约束钢管混凝土轴压承载力公式进行验算,发现基于CFRP和钢管双重约束的公式能较好地预测其承载力.     

变弹模光弹模型层面温度的约束应力

本文通过实验研究和理论分析探讨了变弹模光弹模型层面温度约束应力的产生机理及其发展过程,并且反复用实验验证了约束应力条纹图的稳定性即约束应力的不变性,从而提出了消除其影响的“单一模型法”,并给出了该方法条纹参数叠加形式的表达式,它对消除岩土工程变弹模光弹模拟中的约束应力影响、提高实验精度具有重要意义。     

冲击压实后旧水泥砼路面回弹模量的现场试验

为了评估应用冲击压实技术处理后旧水泥砼路面的承载能力,为加铺层的设计提供计算参数参考值,必须进行回弹模量现场试验的研究．文中在分析利用弯沉法测定、评价冲击压实破裂稳固后旧水泥砼路面所存在问题的基础上,阐述了承载板测定方法的原理及适用性;通过对大量实测承载板数据进行分析,获得了冲击压实处理后旧水泥砼板及板下基层回弹模量的量值范围及变化规律,用来评价路面的残余承载能力,并可作为加铺层设计的计算参数参考值．文中还论证了冲击压实技术在处理旧水泥砼路面时的力学效能．     

建筑垃圾复合地基的试验与数值仿真分析

为研究建筑垃圾复合地基的承载性能,自制大型固结仪对某工程中利用建筑垃圾进行路基处理的土样、单桩及复合地基进行室内压缩试验,并通过工程现场静载试验对其承载力进行检测,利用有限元软件对不同桩径、桩长、弹性模量的建筑垃圾复合地基进行数值模拟.结果表明:建筑垃圾复合地基能显著提高软弱土路基的压缩模量,提高其承载力;增大建筑垃圾散体材料桩桩径可以显著提高路基承载力,减小路基沉降;改变桩长及桩身模量对提高软弱土路基承载力和降低路基沉降的效果并不明显.因此,建筑垃圾复合地基可以应用于软土路基处理中.     

CFG桩复合地基承载特性的试验及数值分析

CFG桩由于桩身模量较高,地基处理效果较好,已经被广泛应用于工程实践中.利用载荷板试验,对CFG桩的单桩、桩间土以及复合地基的承载力特性进行了全面讨论,并阐述了CFG桩复合地基的承载力机理.基于复合地基载荷板试验,建立了轴对称有限元分析模型,讨论了CFG桩的荷载传递规律以及置换率和桩长对于CFG桩复合地基承载力的影响.     

变弹模光弹模拟中的层面温度约束应力——Ⅰ.层面温度约束应力的实验研究

本文通过实验研究和理论分析探讨了变弹模光弹模拟中层面温度约束应力的产生机理及其发展过程,以及层面应力约束与应变约束的一致性,表明了层面两侧最终冻结下来的约束应力均为拉应力。这对进一步消除岩体结构工程的变弹模光弹模拟中层面温度约束效应带来的影响具有重要意义。