承载比(CBR)在路基填料压实中的应用及其间接测定法

5
21010 3314 2170 3612 2115 1417 11860 1415
6 粉 4710 212 2171 2810 1613 1117 11950 1216 粘
7 土 511 1115 2173 3412 2110 1312 11756 1518
8
5810 612 2169 3710 1710 2010 11891 1214
3 室内间接测定承载比 CBR 的探讨
CBR 试验的优点是能测出填料浸水后的强度 ,这 一指标对浸水路基非常重要 ,但 CBR 试验制样复杂 、 浸水试验时间较长 。引入了锥入试验后 ,可简单地进 行间接 CBR 测定 。
锥入试验是在被测试土样表面将测头压入至规定 深度 ,测出测头的贯入阻力 Pt 。为了保证试验结果的 精度 ,试验所选用的测头应与土类相匹配 ,以免因测头 选用不当导致弹簧压缩量过小或未到贯入深度而读数
隶属度原则 ,可知三个处理方案中最优的是粉喷桩堆 载联合预压方案 。
表 1 地基处理方案的量化指标
造价 工期 技术 环境 方案
Π万元 Π月 可靠性 影响
质量
A 19419 6
5
4
5
B 21112 9
3
3
3
C 14010 12
2
5
3
不可见 因素
5 5 3
三种地基处理方案的量化指标见表 1 ,其中造价 (每百米线路) 和工期为定量指标 ,在评判因子中使用 相对指标 。以造价为例 ,三种方案中以最低造价作为 基准 5 ,与其它方案造价的比值再乘以 5 作为量化值 。 其余为定性指标 ,可按其相对重要程度用 1～5 间的数 值进行量化 (5 的评价因子最高) 。其模糊矩阵为 :
I P Π(gΠcm3)
1
1411 814 2167 2410 1312 1018 11886
砂
2 粘 2810 0134 2171 2411 1710 711 11854 土
3
2610 0136 2173 2515 1318 1117 21052
最佳 含水 量Π% 1015 1312
913
4
1410 214 2172 2915 1610 1315 11980 1212
参考文献 [1 ]吴邦颖 ,张师德等. 软土地基处理 [M] . 北京 :中国铁道出版 社 ,1995. 1 - 20. [2 ]地基处理手册编写委员会. 地基处理手册[M] . 北京 :中国建 筑工业出版社 ,1988. 4 - 12. [3 ]谢季坚 ,刘承平. 模糊数学方法及其应用 (第二版) [ M ] . 武 汉 :华中理工大学出版社 ,1999. 190 - 199.
～40 N ;较硬土采用 A 或 C 测头 ,测力范围 0～60 N ,表
4 给出了袖珍贯入仪测头规格[2] 。在做完 CBR 试验后 4 结束语
立刻对土样进行锥入试验 ,本次试验选用 C 测头 。考
虑到贯入时应有一定的应力扩散的范围 ,并避免同一 试样上不同贯入点的相互影响 ,不同测点之间间隔不 少于 10 倍以上测头直径 (515 cm) ,每一试样在不同位 置至少试验 10 次 。将试验数据进行处理 ,绘出锥入试 验的贯入阻力 Pt 与 CBR 的关系曲线见图 2 。
工程实践的验证 。
参考文献 [1 ]铁路工程土工试验规程 ( TBJ102 —96) [ M ] . 北京 : 中国铁道 出版社 ,2000. [2 ]袖珍贯入仪试验规程 (CECS 54 :93) [J ] . 工程建设标准化 , 1994 , (4) :22 - 23.
图 2 贯入阻力 Pt 与承载比 CBR 关系曲线
53
013
836 28 21源自112 11149
45 23 19 18 20
42
1
注 :所有试样均在最优含水量条件下按不同压实系数制备 ,表中第 二行数字为压实系数 Kh 。
的试样变化值大 ,但变化率要小 。由此可见 ,同一填料 在压实系数 Kh 相同的情况下 ,其 CBR 值表现出一定 的离散性 ,但随着压实系数的提高其 CBR 值也在变 大。
9
2710 1128 2167 3017 1912 1115 11732 1612
注 :砂粘土为 B 组填料 ,粉粘土为 C 组填料 ,皆为细粒土 。
表 3 压实系数与未浸水 CBR 与浸水 CBR 关系试验结果
编号 填料
CBR (未浸水) Π%
CBR (浸水) Π%
1100 0195 0190 0185 1100 0195 0190 0185
通过以上分析可以看出在现有填料分类中即使两 种填料相同 、压实系数相同 , CBR 却相差较大 。压实 系 数高的试样浸水前后的 CBR变化值较压实系数低
— 42 —
表 2 9 组试样填料物性指标
不均 曲率
塑性 最大干
编 填料
比重 液限 塑限
匀系 系数
指数 密度
号名 数 Cu Cc
Gs
WL W P
承载比( CBR) 在路基填料压实中的应用及其间接测定法
柳墩利1 ,叶阳升1 ,李 英2
(11 铁道科学研究院 铁道建筑研究所 ,北京 100081 ; 21 北京工业大学 建筑工程学院 ,北京 100022)
摘要 :结合贯入机理对路基填料的 Kh 与 CBR 的关系进行试验研究 。由于 CBR 试验周期较长 、操作复 杂 ,利用锥入试验与 CBR 的相关性 ,在室内间接进行 CBR 测定 ,并通过分析给出了锥入阻力 Pt 与 CBR 的关系式 。 关键词 :承载比 CBR 压实系数 Kh 锥入试验 中图分类号 : TU411 文献标识码 :B 文章编号 :100321995 (2004) 0620041203
1
74 46 16 11 50 20 5
113
砂
2 粘 85 30 27 17 53
71
013
土
3
51 40 28 20
4
213 114 112
4
25 24 21
8 21 18 6
2
5
4316 32 24 14 17 14 7
5
6 粉 28 24 14 10 54 16 7
2
粘
7 土 43 21 15 11 15
2 51810
2 压实系数 Kh 与 CBR 试验研究
在试验室内对 9 组细粒填料分别进行了未浸水和 浸水 4 昼夜的 CBR 试验 。试验采用不同压实系数下 的试样 (最大粒径为 20 mm) ,试样填料的物性指标见 表 2 , CBR 试验结果见表 3 、图 1 。 从图 1 可以看出 ,在浸水状态下 : ①压实系数从 0185 提高到 0190 的过程中 ,9 组填料的 CBR 都 < 10 % ,增大的幅度基本一致 ; ②压实系统提高到 0195 时 , 填料的 CBR 值变化趋势区别较大 ,有 4 组填料可以满 足 CBR ≥10 %的要求 ,其中 1 号 、4 号 、6 号 、5 号试验 CBR 增长较快 ,从 < 7 %增大到14 %～20 % ,而 2 号 、 9 号 、7 号试验 CBR 虽有变化但仍 < 10 % ,3 号 、8 号试 样 CBR 值则基本不变 ; ③当压实系数提高到 1100 时 , 有 7 组填料能满足 CBR ≥10 %的要求 ,其中 1 号 、2 号 、6 号三组试样 CBR 值在压实系数增加到 0195 以后 变化剧增 , 尤其是 2 号试样 CBR 值变化最明显 , 在 0195 的压实系数下 CBR 值尚不能满足 CBR ≥10 %的 要求 ,但当压实系数提高到 1100 时 CBR 值达到53 % , 4 号 、9 号 、5 号 、7 号试样在 1100 的压实系数下 CBR 值 分别达到21 %、20 %、17 %和15 % ;而 3 号和 8 号试 样即使压实系数高达 1100 也达不到 CBR ≥10 %的要 求 。不浸水状态下的 CBR2Kh 关系曲线也反映了同样 的现象 。
结合贯入机理对路基填料的压实系数 Kh 与能反 映填料在最不利含水量条件下稳定性的承载比 CBR 之间的关系进行试验研究 ,利用锥入试验的贯入阻力 Pt 与 CBR 的相关性在室内间接测定填料 CBR ,并给出 了两者回归方程式 。以上分析是建立在室内试验基础
上 ,如何更好地在填料压实工程中应用 ,尚需得到更多
316 5 5 4 5 5 R = 313 313 3 3 3 5
5 215 2 5 3 3 取权重向量 A = (014 012 011 011 011 011) ,则综合评判 B = (4134 3138 3138) 。根据最大
铁道建筑 2004 年第 6 期
5 结论
本文阐述了软土地基处理的方法 、原则 ,运用模糊 控制原理科学地建立了在一定工程条件下 ,进行软土 地基处理方案的模糊控制评判模型 ,系统地得出了软 土地基处理方案优化设计的一般过程 。该方法具有操 作简单 、概念清晰的特点 ,但应更多地对工程实践加以 研究 ,以便更科学地确定模糊控制中各个具体因素的 模糊隶属度 。
广深线和秦沈线地基施工的压实度采用 K30 和 Kh 双指标控制 ,但施工中发现 Kh 达标时 ,即使增加碾压 遍数 ,有时 K30 也不能达到规范要求 。此时只能采取 换土或改良的办法 ,造成经济和时间的浪费 。为了引 入一个通过室内试验能预先判断填料强度的力学指 标 ,经过对土的各种力学指标的对比分析 ,选用了公路 系统常用的 CBR ,但 CBR 试验操作复杂 ,试验周期较 长 ,通过引入室内锥入试验 ,用微型贯入仪预先测定填 料强度并结合力学指标 CBR 进行回归分析 。
表 1 击实试验参数
试验 锤质 锤底直 落距 直径 击实筒 击实筒 层 每层 击实功
方法 量Πkg 径Πmm Πmm Πmm 高度Πmm 体积Πcm3 数 击数 Π(kJΠm3 )