回弹模量计算1111

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,cmP——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L r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) 1．内实验法：按最佳含水量下制备三组土样试件，测得不同压实度与其相对应的回弹模量值，绘成压实度与回弹模量曲线；查图求得标准压实度条件下土的回弹模量值。

土基回弹模量的确定方法主要有以下几种： ①刚性承载板法 ②贝克曼梁法 ③换算法 ④查表法 ⑤室内试验测定法 ⑥路表弯沉盆模量反算法。 我们主要学习一下室内试验测定法： 杠杆压力仪法和强度仪法
1 杠杆压力仪法 1 、适用范围
本试验方法适用于不同含水率和不同密度的细粒土。 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定： 1杠杆压力仪：最大压力1500N, 如左图试验前应按仪器说明书的要求进行校准。 2 试样筒：仅在与夯击底板的立柱联接的缺口板上 多一个内径5mm,深5mm的螺丝孔,用来安装千分表支架。 3 承压板：直径50mm高80mm 4 千分表：量程2.0mm2只。 5 秒表：最小分度值0.1s。 试样筒和承压板如下图所示：
将预定的最大压力分为46级进行加压每级压力加载时间为1min记录千分表读数同时卸压当卸载1min时再次记录千分表读数同时施加下一级压力如此逐级进行加压和卸压并记录千分表读数直至最后一级压力为使试验曲线的开始部分比较准确第一级压力可分成二小级进行加压和卸压试验中的最大压力可略大于预定的最大压力
回弹模量试验
1.1以单位压力P为横坐标，
回弹变形l为纵坐标,绘制单位 压力与回弹变形曲线如右图。 1.2试样的回弹模量取P-l曲线 的直线段计算，对较软的土， 如果P-l曲线不通过原点允许 用初始直线段与纵坐标的交 点作为原点，修正各级压力 下的回弹变形。
2强度仪法
1适用范围
本试验方法适用于不同含水率和不同密度的细粒土及其加 固土。
2主要仪器设备
本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定。 1 路面材料强度仪：与本标准第10.0.2条6款的贯入仪相同。 2 试样筒：与杠杆压力仪的击实筒相同。 3 承压板：与杠杆压力仪相同。 4 量表支杆及表夹；支杆长200mm,直径10mm,一端带有长5mm与试 样筒螺丝孔联接的螺丝杆;表夹可用钢材也可用硬塑料制成。

B．1．5新建公路的基层顶面当量回弹模量可按式(B．1．5．1)计算确定。

式中：
E t——基层顶面的当量回弹模量(MPa)；
E0——路床顶面的回弹模量(MPa)；
E x——基层和底基层或垫层的当量回弹模量(MPa)，按式(B.1.5-2)计算；
E1、E2——基层和底基层或垫层的回弹模量(MPa)；
h x——基层和底基层或垫层的当量厚度(m)，按式(B.1.5-3)计算；
D x——基层和底基层或垫层的当量弯曲刚度(MN-m)，按式(B.1.5-4)计算；
h1、h2——基层和底基层或垫层的厚度(m)；
a、b——与E x／E0有关的回归系数，分别按式(B.1.5-5)和式(B.1.5-6)计算。

底基层和垫层同时存在时，可先按式(B.1.5-2)~式(B.1.5-4)将底基层和垫层换算成具有当量回弹模量和当量厚度的单层，然后再与基层一起按上述各式计算基层顶面当量回弹模量。

无底基层和垫层时，相应层的厚度和回弹模量分别以零值代入上述各式进行计算。

3.路面材料参数确定
按表3．O．6，取普通混凝土面层的弯拉强度标准值为5.0MPa，相应弯拉弹性模量标准值为31GPa。

查附录F.1，路基回弹模量取30MPa。

查附录F.2，低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取600MPa，水泥稳定粒料基层回弹模量取1300MPa。

按式(B．1．5)计算基层顶面当量回弹模量如下：
普通混凝土面层的相对刚度半径按式(B．1．3．2)计算为。

2、加载卸载过程：将预定最大单位压力分成4～6份，作为每级加载的压力。每级加载时间为1min时，记录千分表,
后卸载，让时间恢复变形。卸载1min时，记录千分表，同时施加下一级荷载。
3、测力环校准方程：y = 0.9249x + 1.0095（2.5kN）,y = 0.3248x + 1.0003（7.5kN）,y = 0.0475x + 0.9853（60kN）。
4、检验依据、仪器设备编号前□中打“√”的代表选中。
校 核： 检 验：
修正值
1
1
2
3
4
5
6
2
1
2
3
4
5
6
3
1
2
3
4
5
6
备
注
1、计算公式：（1）每级荷载下的回弹变形l=加载读数-卸载读数；
（2）每级荷载下的回弹模量E=πpD/4l（1-ц2），D为承载板=5cm；ц为泊松比，取0.35
（3）贯入杆截面积=πr2（r的0.025m）=π×252=0.0019635（m2）；
某某建设工程质量检测有限公司
土的物理性能检验记录表（五）
一、检验项目：□回弹模量 委托（记录）编号：
检验依据：□GB/T50123-1999《土工试验方法标准》□JTGE40-2007《公路土工试验规程》 共 页 第 页
检验编号
土样类别
检验日期
击实报告编号
最大干密度
最佳含水率
界限含水率报告编号
塑限指数
主要仪器
设 备
仪器编号
仪器名称
规格型号
仪器编号
仪器名称
规格型号
路面材料强度试验仪