级配碎石回弹模量三轴试验分析.doc

级配碎石回弹模量三轴试验分析.doc级配碎石回弹模量三轴试验分析
【摘要】回弹模量(Resilient Moduli)是表征级配碎石强度的重要力学指标,也是路面设计中必不可少的材料参数。级配碎石作为一种松散粒料,其材料种类、级配、密实度、含水量及所受应力状态都会对其回弹模量产生影响,其中应力状态的影响最大。
【关键词】回弹模量;三轴试验;静回弹模量;动回弹模量
Graded gravel resilient modulus triaxial test analysis
Ding Yong-sheng 1, Tian Ze-yu2
( graded gravel to characterize the mechanical strength of the important indicators, but also an essential material in the pavement design parameters. Graded crushed stone as a loose aggregate, the material type, size distribution, density, pact on its modulus, ost.
【Key odulus; dynamic modulus

级配碎石弹性模量具有依赖应力状态而变的非线性,随第一应力不变量增大而增大,呈指数关系(见下式1),所以,研究级配碎石的回弹模量必须考虑其应力环境的影响。
E=K1k2 (1)
其中:E——级配碎石回弹模量(MPa);
——第一应力不变量=σ1 2 σ3(MPa);
K1、K2——回弹系数。
经查,何兆益在其博士论文中,分别进行了级配碎石的静三轴和动三轴试验,研究了各因素对级配碎石模量的影响规律,并根据试验结果得出了式1中K1、K2的取值范围。其试验级配采用最大粒径分别为30mm和40mm,。两种级配组成如下表所示:
室内重型击实试验求得Ⅰ3,%,Ⅱ3,%。
1. 动三轴试验
三轴试验是研究土工材料力学性能的常用试验,试件在压力室中受围压σ3 和竖向应力σ1 作用,通过试件在不同应力状况下的变形可求得其回弹模量值。由于级配碎石材料的力学性能具有随应力环境而变的非线性,必须考虑受力环境对其回弹模量的影响,因此,常用三轴试验对级配碎石进行研究。
三轴试验根据加载方式不同分为动三轴试验和静三轴试验。动三轴试验能施加不同波形和频率的荷载,可以考虑加载时间等对其力学性能的影响,从而模拟复杂的应力情况。
动三轴试验采用进口S3D中型伺服动三轴仪,试件尺寸为直径()100mm×高(H)210mm。对试件施加半正弦矢波脉冲动偏应力,加载频率为1Hz。侧向压力分别按20、40、60、80、100、150KPa等6个阶段施加,重复动偏应力σd按σd/σ3为1,2,3,4,5等5个动应力水平施加。
对于不同试样,按前述试验方法,应力施加序列,实测并按下式计算不同应力状态下回弹模量:
Mr =σd εr(2)
式中:Mr-动