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专利号: 2014102566127
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种测定循环荷载下土工填料累积变形状态荷载阈值的方法,其操作步骤为:A、试验准备

A1、模型填土边壁构筑:在刚性基础上浆砌砖墙形成正方形的模型填土腔(1),模型填土腔(1)的边壁间互不搭接,所述的边壁的宽和高均为90cm,并在边壁的外侧紧贴、码砌砂袋(2),码砌砂袋(2)的总高度≥90cm;

A2、模型填筑:将试验土工填料在模型填土腔(1)内按预定压实度分层填筑模型(3),每层填筑厚度为10~30cm,模型(3)填筑总高度为90cm;

A3、加载板安放:在填筑的模型(3)上表面中心位置安放刚性的直径为30cm的圆形加载板(4);

A4、位移传感器布设:在圆形加载板(4)上表面边缘均匀布设三个位移传感器(5),位移传感器(5)与数据采集系统电连接;

B、试验加载及数据采集

B1、K30值测定:用循环加载设备(6)通过圆形加载板(4)对模型(3)加载,并用位移传感器(5)测出圆形加载板(4)的下沉量,据以测出模型(3)的地基系数K30值;

B2、每级循环加载的荷载幅值确定:根据测出的地基系数K30(MPa/m)值,得出最大循环荷载的预估幅值σmax(kPa),σmax=2.4K30+15;进而得出每级循环加载的荷载幅值σi,σi=Kiσmax式中:i—循环加载的级数序号,i=1,2,3,...,11;Ki—加载比例系数;其取值范围为,当i=1~3时,0.05i≤Ki<0.05(i+1);当i=4~11时,0.1(i-2)≤Ki<0.1(i-1)。

B3、循环加载:用循环加载设备(6)通过圆形加载板(4)对模型(3)进行逐级循环加载,直至模型破坏;其中,每级循环加载的最大加载次数为10万次,荷载幅值为B2步得到的每级循环加载的荷载幅值σi;

B4、每级循环加载过程中通过数据采集系统同步采集三个位移传感器(5)测得的每级循环加载圆形加载板(4)沉降量随加载次数的变化数据;

C、荷载阈值确定

C1、将B4步三个位移传感器(5)测得的变化数据平均,获得每级循环加载时模型的竖向累积变形Si随加载次数N的关系曲线,即Si~N曲线;

C2、根据C1得到的每级循环加载时的Si~N曲线均分为10段,每段的加载次数为一万次,将每段的段内总变形量△Si除以每段的加载次数△N=10000,得到各段单次加载平均变形量 进而得到各段单次加载平均变形量 随每级循环加载中的累积加载次数N的关系曲线,即 曲线;

C3、对C2步得到的 曲线,采用负幂函数 进行拟合,拟合出每级荷载σi作用下对应的幂指数Pi值和拟合常数Ai;

C4、绘制各级循环加载下拟合出的Pi值与对应的荷载幅值σi关系曲线,采用三次多项

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式对曲线进行拟合,得拟合方程P=aσ+bσ+cσ+m。将P=2、1、0带入拟合方程,分别得到荷载幅值σt1、σt2、σt3,即为荷载阈值;

其中σt1<σt2<σt3,σt1为区分累积变形快速稳定与缓慢稳定状态的荷载阈值;σt2为区分累积变形缓慢稳定与缓慢破坏的荷载阈值;σt3为区分累积变形缓慢破坏与快速破坏的荷载阈值。