土的回弹模量计算(道路工程)

土的回弹模量计算

土的回弹模量是指土体在受到外力作用后，经过一定变形后能够重新恢复到原来的形态并保持稳定的能力。回弹模量是土体的一项重要力学参数，它能够反映土体的变形和弹性特性。土的回弹模量计算是土力学中的一个重要问题，涉及到土的物理性质、力学性质以及变形特性等方面的知识。

对于软弱黏性土，通常采用负荷-时间法进行回弹模量的计算。在该方法中，首先将土样放入负荷器中施加一定的应力，并给予一个时间来进行变形。然后，在预定的时间内解除应力，观察土样的回弹情况，并测量回弹变形。通过重复实验，并根据不同的应力和变形条件，得出一组试验数据。利用这组数据，可以采用回归分析等统计方法拟合得到一条回弹曲线，然后根据曲线的斜率和弹性模量的关系，计算出回弹模量。

对于砂土，通常采用动力法进行回弹模量的计算。在该方法中，首先采用动力击实仪或冲击器对砂土施加一定的冲击力，并测量冲击力和冲击后固结应力的关系。然后，通过回弹试验，测量砂土的回弹特性。根据回弹试验数据，可以利用弹性力学的理论，基于冲击力和固结应力的关系，计算出回弹模量。

除了试验方法，还可以采用理论计算的方法得到土的回弹模量。其中，一种常用的计算方法是波动理论。在这种方法中，假设土体是弹性和均匀的介质，可以通过传播速度和土体的密度来计算回弹模量。根据波动理论，土的回弹模量可以通过以下公式计算：

Er=ρV^2

其中，Er表示土的回弹模量，ρ表示土的密度，V表示波传播速度。 另外，还有一些其他的计算方法，如综合应力比法、双重回弹模量法等，可以根据具体的实际情况选择合适的方法进行土的回弹模量计算。

综上所述，土的回弹模量的计算是土力学中的一个重要问题，可以通过实验方法和理论计算方法得到。无论采用哪种方法，都需要在实验和计算过程中考虑土体的物理性质、力学性质以及变形特性等因素，以保证计算结果的准确性和可靠性。

二、土基回弹模量的确定方法

回弹模量是指路基、路面及筑路材料在荷载作用下产生的应力与其相应的回弹应变的比

值。车辆荷载通过路面传至土基的垂直压力，使土基产生一定程度的竖向位移变形，假定土基为均质的弹性体，在圆形垂直均布荷载作用下，在应力与应变成直线关系时，可用弹性理论来建立荷载与变形之间的关系式：

式中：Lr——路表距离荷载中心袖为r某点处的垂直位移，亦称弯沉值,cm

P——圆形垂直均布荷载，MPa；

E。——土基回弹模量，MPa；

δ——圆形均布荷载面积半径，m；

u——土的泊松系数，取o. 35；

a——竖向位移系数，是r／δ的函数, r／δ＝0时，a＝1；r／δ=1．5时，a＝o 356。

由上式看出；在一定的车轮荷载作用下，土基的回弹模量E0值越大，所产生的回弹弯沉值Lr就越小。这标志着土基的承载能力大，抵抗变形的能力强。

土基的强度可用若干指标来表达(如抗剪强度、CBR值、回弹模量等)。我国是以路表设计弯沉值作为路面整体强度的设计控制指标。由式(2-7-15)或三层体系理论分析可知，影响路表弯沉的主要因素是路基的强度，70％~95％的弯沉取决于路基。因此采用土基回弹模量Eo来表示土基的强度。

土基回弹模量确定可以通过现场实测、室内实验法、换算法或通过经验公式计算确定的查表法。

1．现场实测：在不利季节，在已竣工的路基上，用承载板通过逐级加荷卸载的方法测出每级荷载的回弹变形值，并采用间弹变形Lo＝0.5~1mm的测定值，参考各地经验的综合式(2-7-16)计算土基回弹模量。或用弯沉仪测定土基回弹模量值。详细操作及计算可按《公路路基路面现场测试规程》(JTJ059—95)中T0944一95规定、《公路沥青路面设计视范》(JTJ014-97)中表8执行。

Eo＝2430L0-0.7 (2-7-16)

天津市海河隧道干坞工程各类土回弹模量的确定

摘 要：回弹模量试验主要用于公路和机场跑道等填方工程。目的在于通过对试样进行规定下的加载和卸载，测定土的回弹变形量，以确定土的回弹模量。

关键词：回弹模量；回弹变形；干坞

天津市海河隧道干坞工程地处于海河沿岸。干坞是预制沉管的工作平台，施工方需在海河南岸挖掘一个面积约为5.4万平方米的干坞，然后在这个干坞中预制三段高度约为9.8米，宽度约36.6米，长度约85米的钢筋混凝土箱体――沉管，最后再用拖轮将这三段沉管沉放到海河河底，并在水下22米进行精准对接。该工程在73米深度范围内所揭露地层土类大致分为淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、粉砂。本文涉及到的地层所处深度在地下12-32米范围内，外表观测各类土均为灰色，灰褐色。试验结果表明土的天然含水率大且密度较小，回弹模量试验方法选择杠杆压力仪法。

1 本次回弹试验的过程控制

回弹试验分为现场试验和室内试验两种。室内试验又分为杠杆压力仪法和强度仪法。本次试验采用杠杆压力仪法，具体试验过程介绍如下：

1.1 将放置试样的不锈钢筒放在杠杆压力仪的底盘上，将承载板放在试样的中心位置，并与杠杆压力仪的加压球座对正。将千分表固定在立柱上，并将千分表的测头安放在承载板的表架上。

1.2 在杠杆压力仪的加载架上施加砝码，用预定的最大压力p进行预压。对含水率大于塑限的土，p=50～100kPa；对含水率小于塑限的土，p=100～200kPa。预压应进行1～2次，每次预压1min卸载。预压后调整承载板位置，并将千分表调到零位。

1.3 将预定的最大压力分为4～6级或更多级进行加载，每级加载时间为1min，记录千分表读数，同时卸载，当卸载1min时，记录千分表读数，再施加下一级荷载。如此逐级进行加载和卸载，并记录千分表读数，直至最后一级荷载。为使试验曲线的开始部分比较准确，可将第1、第2级荷载再分别分成2小级进行加载和卸载。试验中的最大压力也可略大于预定的最大压力。

精选文档

可编辑修改 水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量的计算

城讳道析与防珙2006年3月第2期

水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量的计算

文畅平

(邵阳学院城市建设学院,湖南邵阳422000)

摘要:在94水泥混凝土路面设计规范中,基层顶面当量回弹模量E是通过查图确定的,2002年的规范对此作了

改进,但计算公式有6个,计算过程更复杂烦琐.为此,通过2002年规范提供的E计算公式,计算了1280+175+

960个实例,根据基层的非线性特征,用最小二乘法对计算结果进行回归,得到1个E非线性回归方程.通过实例

计算验证,得到的这个E非线性回归方程完全能够满足水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量的计算要求.

关键词:水泥混凝土路面;道路基层;结构设计;当量回弹模量;非线性回归方程;归一化

中圈分类号:U416.o2文献标识码:A文章编号:100977l6(2006)02—0016一O3

O前言

1994年水泥混凝土路面设计规范通过土基和

基层材料的回弹模量,查图确定新建路面基层顶面

当量回弹模量E],尽管方法简单,但很不方便.

2002年的规范对此作了改进,但计算公式有6

个[23,计算过程仍略嫌烦琐.

目前,在公路水泥混凝土路面结构组合设计中,

较多地采用水泥稳定碎石,二灰土碎石等半刚性基

层,或沥青类柔性基层以及级配碎(砾)石等粒料垫

层,因而为水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量精选文档

可编辑修改 的分析计算缩小了范围.

半刚性基层材料,沥青类柔性基层材料具有非

线性特征,其顶面当量回弹模量同样具有非线性特

征.这种非线性特征可以用以下类似规范E计算

式[2]的回归公式形式来描述.

E,===ah^;EfE;E(1)

式中:E——基层顶面当量回弹模量

E,Ez,E.——分别为基层,垫层,土基的回弹

模量

h,hz——分别为基层,垫层的厚度

a,b,f,d,,严回归系数

本文通过把规范口]提供的"新建公路的基层顶