一种路基干湿循环损伤实验装置及损伤计算方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种路基干湿循环损伤实验装置及损伤计算方法，其中损伤实验装置包括圆筒状的固定外环，在固定外环的内部设有若干块弧形压板，若干块弧形压板围成筒状的活动压环，活动压环与固定外环同轴设置，在固定外环与弧形压板之间连接有若干阻尼器和若干压力弹簧。本发明专利技术的损伤实验装置可以为实验的路基材料制作的土方试件提供围压，使得实验条件与真实环境更为接近，从而使得实验结果更为准确。另外，本发明专利技术损伤计算方法基于路基线性/非线性理论，考虑路基材料线

【技术实现步骤摘要】
一种路基干湿循环损伤实验装置及损伤计算方法


[0001]本专利技术涉及路基评价领域，具体地说是一种路基干湿循环损伤实验装置及损伤计算方法。

技术介绍

[0002]大部分路基是由土方修建而成，在车辆荷载作用下，路基不但承受压应力、水平力，而且还承受外界环境，比如：温度、水、雪、风等，尤其一些路基沿河修建，路基长期经受河水浸湿，路基内部材料会发生破损。
[0003]目前，对于路基干湿循环损伤的标准还没有，在一定荷载作用下，很多人认为只要保证路基变形满足标准即可。但是，实际应用并不理想，浸水路基的评价指标也没有，很多道路作为防洪堤使用(道路一边是河流)，这些地方长期受水冲刷，没有一定的方法对路基进行具体化评价，路基干湿损伤也无法量化。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一就是提供一种路基干湿循环损伤实验装置，以用于路基干湿循环损伤实验。
[0005]本专利技术的目的之二就是提供一种路基干湿循环损伤计算方法，以实现对路基损伤进行量化，从而实现对路基的具体化评价。
[0006]本专利技术目的之一是这样实现的：一种路基干湿循环损伤实验装置，包括圆筒状的固定外环，在所述固定外环的内部设有若干块弧形压板，若干块所述弧形压板围成筒状的活动压环，所述活动压环与所述固定外环同轴设置，在所述固定外环与所述弧形压板之间连接有若干阻尼器和若干压力弹簧。
[0007]若干所述阻尼器和若干所述压力弹簧沿固定外环周向交替成排设置，每排所述阻尼器的数量相等，每排所述压力弹簧的数量相等。
[0008]进一步的，所述固定外环的内壁与每块弧形压板之间连接的压力弹簧和阻尼器分别设有一排。
[0009]进一步的，步骤c中，所述实验装置的弧形压板设有八块。
[0010]本专利技术目的之二是这样实现的：一种路基干湿循环损伤评价方法，包括以下步骤：
[0011]a、将待评价的铺设路基的材料依据干湿损伤实验规范要求制成若干个土方试件，放置自然干燥；
[0012]b、将土方试件根据干湿循环次数分成若干组，对分组的土方试件进行干湿循环处理，每组土方试件的干湿循环次数相等；每次干湿循环是将土方试件浸湿，然后静置48小时；
[0013]c、备置权利要求1所述的路基干湿循环损伤实验装置；该实验装置的活动压环的内径小于土方试件的直径；
[0014]d、将土方试件依次放置在上步中的实验装置的活动压环内，实验装置的压力弹簧
和阻尼共同作用下产生的压力值等于路基实际围压，土方试件放好后进行单轴压缩实验，得到每组土方试件的应力
‑
应变曲线；
[0015]e、在得到的每组应力
‑
应变曲线中标出近似直线的一段直线段，并标出该直线段的起始点和终点的坐标值，计算直线段的弹性模量，记为E
i
，其中i为干湿循环次数；
[0016]f、计算路基干湿循环损伤评价指标K
i
：
[0017]K
i
＝(E1‑
E
i
)/E1[0018]其中，E1为进行一次干湿循环处理的土方试件组的弹性模量；
[0019]g、将得到的评价指标K
i
与干湿循环损伤评价指标和评价结果之间的对应关系进行对比，得出待评价的路基材料的评价结果。
[0020]优选的，每组土方试件的个数相等。
[0021]步骤c中，所述实验装置的若干所述阻尼器和若干所述压力弹簧沿固定外环周向交替成排设置，每排所述阻尼器的数量相等，每排所述压力弹簧的数量相等。
[0022]所述实验装置固定外环的内壁与每块弧形压板之间连接的压力弹簧和阻尼器分别设有一排。
[0023]优选的，所述弧形压板设有八块。
[0024]本专利技术提供了一种路基干湿循环损伤实验装置，该装置能够真实模拟路基的围压环境，确保单轴压缩实验得到的应力
‑
应变曲线的准确性。另外，本专利技术提供了一种路基干湿循环损伤评价方法，该方法基于路基线性/非线性理论，考虑路基材料的线
‑
弹
‑
塑性变形，使得测得的路基材料的应力
‑
应变曲线更为准确。本专利技术提出的路基干湿循环损伤评价方法可以准确评价路基，并且本方法还可以用于对旧路基进行评价，以判定旧路基是否可以再次使用，从而节省施工原料，提升道路施工效率。
附图说明
[0025]图1是本专利技术的结构示意图。
[0026]图2是不同干湿循环次数下的应力
‑
应变曲线。
[0027]图中：1、压力弹簧；2、阻尼器；3、弧形压板；4、固定外环。
具体实施方式
[0028]实施例1一种路基干湿循环损伤实验装置
[0029]如图1所示，本专利技术提供了一种路基干湿循环损伤实验装置，该装置包括圆筒状的固定外环4，在固定外环4的内部设有若干块弧形压板3，若干块弧形压板3在固定外环4的内部围成一个筒状的活动压环，活动压环与固定外环同轴设置。在固定外环4与弧形压板3之间均连接有阻尼器2和压力弹簧1，阻尼器2和压力弹簧1均设有若干个。本实施例中的弧形压板3有8个，相互之间留有缝隙。
[0030]此外，本实施例中的阻尼器2和压力弹簧1沿固定外环4周向交替成排设置，每排阻尼器2的数量相等，每排压力弹簧1的数量相等。本实施例中的固定外环4和每块弧形压板之间连接的压力弹簧1和阻尼器2均设有一排。另外，本专利技术中的压力弹簧1和阻尼器2的型号可以根据所要产生的围压大小进行确定，以增大本装置的应用范围。
[0031]实施例2一种路基干湿循环损伤评价方法
[0032]本专利技术提供了一种路基干湿循环损伤评价方法，该方法包括以下步骤：
[0033]S1、首先将待评价的铺设路基的材料依据干湿实验规范要求制成若干个尺寸为Φ61.8mm
×
125mm的土方试件，放置自然干燥。
[0034]S2、将自然干燥好的土方试件根据干湿循环次数分成若干组，对分组的土方试件进行干湿循环处理，每组土方试件的干湿循环次数相等。本实施例制作了33个土方试件，并将33个土方试件分成了11组，每组设置3个土方试件。11组土方试件分别进行1、2、3、4、5、6、9、12、15、18、21次干湿循环。每次干湿循环处理是将土方试件浸湿，然后静置48小时，一般土方试件的增湿部位位于试件的顶部或底部，以与实际情况相吻合。
[0035]S3、备置实施例1中描述的路基干湿循环损伤实验装置，该装置的具体结构在此不做过多的介绍。实验装置的活动内环的内径要小于土方试件的直径，以保证土方试件初始便受到围压，以更接近实际情况。
[0036]S4、将土方试件依次放置在上步骤中备置的实验装置的活动压环内，实验装置的压力弹簧1和阻尼器2共同作用下产生的压力值等于路基实际的围压，土方试件放好后进行单轴压缩实验，得到土方试件的应力
‑
应变曲线。在本步骤中，单轴压缩时，随着土方试件的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种路基干湿循环损伤实验装置，其特征是，包括圆筒状的固定外环，在所述固定外环的内部设有若干块弧形压板，若干块所述弧形压板围成筒状的活动压环，所述活动压环与所述固定外环同轴设置，在所述固定外环与所述弧形压板之间连接有若干阻尼器和若干压力弹簧。2.根据权利要求1所述的路基干湿循环损伤实验装置，其特征是，若干所述阻尼器和若干所述压力弹簧沿固定外环周向交替成排设置，每排所述阻尼器的数量相等，每排所述压力弹簧的数量相等。3.根据权利要求2所述的路基干湿循环损伤实验装置，其特征是，所述固定外环的内壁与每块弧形压板之间连接的压力弹簧和阻尼器分别设有一排。4.根据权利要求1所述的路基干湿循环损伤实验装置，其特征是，所述弧形压板设有八块。5.一种路基干湿循环损伤评价方法，其特征是，包括以下步骤：a、将待评价的铺设路基的材料依据干湿损伤实验规范要求制成若干个土方试件，放置自然干燥；b、将土方试件根据干湿循环次数分成若干组，对分组的土方试件进行干湿循环处理，每组土方试件的干湿循环次数相等；每次干湿循环是将土方试件浸湿，然后静置48小时；c、备置权利要求1所述的路基干湿循环损伤实验装置；该实验装置的活动压环的内径小于土方试件的直径；d、将土方试件依次放置在上步中的实验装置的活动压环内，实验装置的压力弹簧和阻尼共同作用下产生的压力值等于路基实际围压，土方试件放好后进行单轴压...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽丽，王秋显，赵静，王焕丽，张奇孟，谷雷，张全，魏强，李相佐，霍良玉，陈阳，孙阔，刘方舟，
申请(专利权)人：石家庄市交建高速公路建设管理有限公司西阜分公司，
类型：发明
国别省市：