【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于道路工程，涉及一种考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法。
技术介绍
1、交通荷载下，路基土直接承受着上部传递而来的大周数循环剪切作用，路基强度持续劣化、永久变形不断累积，导致路面结构极易出现车辙、开裂等诸多病害，大幅制约道路系统发挥应有的安全、舒适、耐久等功能。同时，国民经济的飞速发展对道路运输速度的要求越来越高，车辆提速运行已成为常态；而高峰日期或时段下车辆也因道路拥堵等原因而低速行驶；因此，道路运输中车辆存在不同行驶速度的事实，使得行车特征对路基土永久变形的影响不容忽视。另一方面，以最佳含水率为施工标准填筑的路基在降雨、地下水及边坡植被等作用下随时空演化，其含水率逐渐升高并最终趋于稳定，湿化损伤下路基土抗剪能力衰减，永久变形加剧累积。显然，作为评估路基长期性能的必经之路，合理预测考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形具有重要的工程意义。现有技术普遍通过建立数学模型来预测路基土的永久变形，目前，预测模型总体上可分两类：第一类是基于经典土力学的本构模型，第二类是基于试验规律的经验模型。
2、对于第一类本构模型，现有技术1(基于交变移动本构模型的粗粒土动力特性数值解析[j].岩土力学,2018,39(12):4627-4641)在p-q平面上定义了分别描述饱和粗粒土超固结应力状态(p,q)、正常固结状态(pm,qm)和结构应力状态(pn,qn)下的负荷屈服面、正常负荷屈服面和上负荷屈服面，结合土力学原理与弹塑性力学理论，建立了移动荷载下粗粒土动力变形的本构模型，并在dbleaves程序
3、对于第二类经验模型，它的建立基于试验规律，即不同因素对路基土永久变形的影响规律。目前对行车特征影响的考察往往通过改变加载频率实现。现有技术5(effect ofloading frequencies on permanent deformation of unbound granular materials[j].international journal of pavement engineering,2021,22(8):1008-1016)以每个周期内1/3时间荷载作用与2/3时间荷载间歇的固定形式，分别采用0.2hz、0.33hz、0.5hz的频率测试了路基粗粒填料的永久变形。现有技术6(deformation behavior of coarse-grained soil as an embankment filler under cyclic loading[j].advances incivil engineering,2020,2020:4629105)针对粗粒土开展了0.5hz(0.4s作用+1.6s间歇)、1hz(0.2s作用+0.8s间歇)、3hz(0.065s作用+0.26s间歇)3种加载频率对应的循环加载试验。可以发现，现有技术5～6均通过等比例放大或缩小荷载作用时间与荷载间歇时间的方式来模拟不同速度动荷载的影响，但这一方式与路基土复杂的黏弹塑性特征及非线性荷载响应的事实存在明显出入，所得的试验结果对实际工程的指导意义有限。根据试验规律，现有技术7(permanent deformation and prediction model of construction anddemolition waste under repeated loading[j].journal of central southuniversity,2022,29(4):1363-1375)和现有技术8(prediction of permanentdeformation for subgrade soils under traffic loading in southern china[j].international journal of pavement engineering,2022,23(3):673-682)均通过拟合试验结果建立了反映加载次数、湿度状态、剪切效应与约束效应的路基土永久变形经验模型。尽管根据试验规律确定的经验模型易于接受，而且形式简单、易于确定模型参数，但都是对试验结果的简单数学拟合，尤其是直接以八面体剪应力或循环偏应力反映剪切作用，无法直接表征因路基土所受剪切破坏程度不同所致的永久变形结果显著差异的本质原因与内在机制，而且模型缺乏对荷载作用时间与荷载间歇时间这两个表征行车特征的变量的考虑，同时经验模型只可用于特定土类与工况范围，适用范围十分有限。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的在于提供一种考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，以解决目前本构模型计算效率低且实用性差、经验模型力学意义差且适用范围小及试验方法不合理所致的湿化损伤与行车特征影响下路基土永久变形预测不准确的问题。
2、本专利技术实施例所采用的技术方案是：考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，包括以下步骤：
3、步骤s1、通过试验获得不同含水率与围压下的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，所述步骤S3的能表征湿化损伤与行车特征影响的路基土永久变形力学-经验模型中：
3.根据权利要求1所述的考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，所述步骤S3的能表征湿化损伤与行车特征影响的路基土永久变形力学-经验模型中：
4.根据权利要求1所述的考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，所述步骤S1设计能全面覆盖路基土可能的考虑含水率与围压的单调静三轴剪切试验方案，并通过试验获得不同含水率与围压下的路基土剪切破坏强度；
5.根据权利要求4所述的考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，所述步骤S1设计的路基土单调静三轴剪切试验方案中，将含水率选定为1.0OMC、1.2OMC、1.4OMC、1.6OMC，将压实度选定为96％，将围压选定为30kPa、60kPa、90kPa
6.根据权利要求4所述的考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，所述步骤S2设计的路基土循环加载动三轴试验方案中，将含水率选定为1.0OMC、1.2OMC、1.4OMC、1.6OMC，将压实度选定为96％，将围压选定为30kPa、60kPa、90kPa、120kPa，将循环应力幅值选定为30kPa、70kPa、110kPa、150kPa，将荷载作用时间选定为0.2s、0.8s、1.6s、2.8s、4.4s，将荷载间歇时间选定为0.2s、0.8s、1.8s、3.2s、4.0s。
7.根据权利要求4～6任一项所述的考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，所述步骤S2设计的循环加载动三轴试验方案如下表所示：
8.根据权利要求1～6任一项所述的考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，所述步骤S3中能表征湿化损伤与行车特征影响的路基土永久变形力学-经验模型如下式所示：
9.根据权利要求8所述的考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，所述模型参数k1＝0.072，k2＝0.097，k3＝5.52，k4＝-1.21，k5＝15.35，k6＝0.76，k7＝-0.33。
10.根据权利要求1～6任一项或9所述的考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，所述步骤S3中，对能表征湿化损伤与行车特征影响的路基土永久变形力学-经验模型进行拟合时，采用Matlab数据分析中的规划求解功能，当决定系数达到最大值时拟合结束。
...【技术特征摘要】
1.考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，所述步骤s3的能表征湿化损伤与行车特征影响的路基土永久变形力学-经验模型中：
3.根据权利要求1所述的考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，所述步骤s3的能表征湿化损伤与行车特征影响的路基土永久变形力学-经验模型中：
4.根据权利要求1所述的考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，所述步骤s1设计能全面覆盖路基土可能的考虑含水率与围压的单调静三轴剪切试验方案，并通过试验获得不同含水率与围压下的路基土剪切破坏强度；
5.根据权利要求4所述的考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，所述步骤s1设计的路基土单调静三轴剪切试验方案中，将含水率选定为1.0omc、1.2omc、1.4omc、1.6omc，将压实度选定为96％，将围压选定为30kpa、60kpa、90kpa、120kpa，将剪切速率选定为0.70％min-1，当轴向应变达到15％时停止加载。
6.根据权利要求4所述的考虑湿化损伤与行车特征的路基土永久变形力学-经验表征方法，其特征在于，所述步骤s2设计的路基土循环加载动三轴试验方案中，将含水率选定为...
【专利技术属性】
技术研发人员：付伟，张军辉，彭俊辉，张安顺，
申请(专利权)人：中交第二公路勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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