彭俊輝 張軍輝 鄭健龍

摘 要：路基土動(dòng)態(tài)回彈模量是瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)，準(zhǔn)確獲取路基土動(dòng)態(tài)回彈模量一直是道路工程領(lǐng)域的重要研究課題之一。在調(diào)研路基土動(dòng)態(tài)回彈模量測(cè)試方法相關(guān)成果的基礎(chǔ)上，通過(guò)有限元數(shù)值計(jì)算、試探性試驗(yàn)，建立考慮行車荷載加卸載時(shí)長(zhǎng)影響的路基土動(dòng)態(tài)回彈模量測(cè)試方法;選取兩種典型的路基土，開(kāi)展考慮行車荷載加卸載時(shí)長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)回彈模量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：兩種土質(zhì)動(dòng)態(tài)回彈模量隨圍壓增大而增大，隨循環(huán)偏應(yīng)力、加載時(shí)長(zhǎng)的增大而減小;隨著加載時(shí)長(zhǎng)的增加，路基土動(dòng)態(tài)回彈模量減小可達(dá)34.6%，加載時(shí)長(zhǎng)的影響不容忽視;不同加載時(shí)長(zhǎng)下，路基土動(dòng)態(tài)回彈模量隨圍壓、循環(huán)偏應(yīng)力的影響規(guī)律基本一致。

關(guān)鍵詞：路基;動(dòng)態(tài)回彈模量;加卸載時(shí)長(zhǎng);測(cè)試方法;試驗(yàn)研究

中圖分類號(hào)：U416.1;TU411.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-6717（2021）06-0017-10

Abstract： The dynamic resilient modulus of subgrade soil is an important parameter in design of asphalt pavement structure. Accurate acquisition of the dynamic resilient modulus of subgrade soil is always one of the important research subjects in the field of road engineering.In this paper， based on the investigation of the relevant results of domestic and foreign subgrade soil dynamic resilient modulus testing methods， a dynamic resilient modulus testing method for subgrade soil considering influence of the loading and unloading duration has been established through finite element numerical and exploratory tests. Two kinds of typical subgrade soils were selected to carry out dynamic resilient modulus tests considering the loading and unloading duration of the vehicle load. The experimental results show that the dynamic resilient modulus of the two kinds of soil increases with the increase of confining pressure， and decreases with the increase of cyclic deviatoric stress and loading time.With the increase of loading time， the dynamic resilient modulus of subgrade soil can be reduced by 34.6%， and the influence of loading time cannot be ignored.Under different loading time， the influence law of the dynamic resilient modulus of subgrade soil with confining pressure and cyclic deviatoric stress is basically same.

Keywords： subgrade; dynamic resilient modulus; loading and unloading duration; test method; experimental study

路基土動(dòng)態(tài)回彈模量是瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)[1]，被定義為瞬時(shí)動(dòng)態(tài)脈沖荷載下循環(huán)偏應(yīng)力與回彈或可恢復(fù)應(yīng)變的比值[2]。公路在運(yùn)營(yíng)期受到交通荷載、自然環(huán)境等因素的綜合作用，同時(shí)路基土動(dòng)態(tài)回彈模量在交通荷載、濕度、密實(shí)狀態(tài)、路基土自身物理屬性等因素的影響下呈現(xiàn)出不同的動(dòng)力學(xué)特性[3]，準(zhǔn)確獲取路基土動(dòng)態(tài)回彈模量一直是道路工程領(lǐng)域的重要研究課題之一。

Seed等[4]首次指出了加載時(shí)長(zhǎng)對(duì)路基材料的動(dòng)態(tài)回彈模量有影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)加載時(shí)長(zhǎng)從20 min降低至0.3 s時(shí)，砂土的動(dòng)態(tài)回彈模量從160 MPa增加至190 MPa。在20世紀(jì)中后期，鮮有加卸載時(shí)長(zhǎng)對(duì)路基土動(dòng)態(tài)回彈模量影響的研究[5]，即使有少數(shù)研究，也因?yàn)楫?dāng)時(shí)設(shè)備采集精度低的問(wèn)題，認(rèn)為加載時(shí)長(zhǎng)或加載頻率對(duì)路基土動(dòng)態(tài)回彈模量影響不顯著[6]。隨著試驗(yàn)設(shè)備的發(fā)展，越來(lái)越多的學(xué)者發(fā)現(xiàn)加卸載時(shí)長(zhǎng)或加載頻率對(duì)路基土動(dòng)態(tài)回彈模量有顯著影響[7-9]。Liu等[10]對(duì)6類路基土的動(dòng)、靜態(tài)回彈模量進(jìn)行研究，研究了加載頻率、應(yīng)力水平、壓實(shí)度和含水率對(duì)動(dòng)、靜態(tài)回彈模量的影響，建立了動(dòng)態(tài)回彈模量非線性參數(shù)的預(yù)測(cè)模型和動(dòng)、靜態(tài)回彈模量之間的關(guān)系，研究表明，車速度為18～144 km/h時(shí)，路基受到的加載頻率分布為0.5～3 Hz，加載頻率對(duì)不同土體的動(dòng)態(tài)回彈模量有顯著影響，當(dāng)加載頻率每上升1 Hz，回彈模量會(huì)增加9%～14%。Li等[11]研究了在循環(huán)荷載作用下凍融循環(huán)及加載頻率對(duì)飽和粘土的動(dòng)力特性的影響，研究表明，動(dòng)態(tài)回彈模量隨加載頻率的增大而增大，荷載低頻率下會(huì)導(dǎo)致更大的瞬時(shí)應(yīng)變。鄭剛等[12]針對(duì)天津臨港工業(yè)區(qū)典型黏土做了一系列原狀土與重塑土的動(dòng)力試驗(yàn)，結(jié)果表明，低振動(dòng)頻率循環(huán)荷載作用下，原狀土與重塑土均有可能發(fā)生脆性破壞，當(dāng)振動(dòng)頻率大于3.0 Hz時(shí)，頻率對(duì)于土樣變形的影響較小。當(dāng)頻率處于0.2～3.0 Hz之間時(shí)，飽和軟黏土動(dòng)強(qiáng)度隨頻率的增加而增大，頻率在3.0～5.0 Hz之間時(shí)，動(dòng)強(qiáng)度增長(zhǎng)的幅度放緩。

雖然有學(xué)者針對(duì)加卸載時(shí)長(zhǎng)或加載頻率對(duì)路基土的動(dòng)力特性開(kāi)展了一些十分有價(jià)值的研究，但其測(cè)試方案各不相同，且其加載形式?jīng)]有考慮實(shí)際的行車荷載情況，缺乏考慮加卸載時(shí)長(zhǎng)對(duì)路基土動(dòng)態(tài)回彈模量方面的研究。筆者通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研、數(shù)值計(jì)算、試驗(yàn)研究等手段，在借鑒相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際行車荷載情況，提出了考慮加卸載時(shí)長(zhǎng)的路基土動(dòng)態(tài)回彈模量測(cè)試方法，并開(kāi)展了相關(guān)的試驗(yàn)研究。

1 測(cè)試方法

1.1 加載應(yīng)力組合

路基土承受靜態(tài)的周圍約束作用和動(dòng)態(tài)的交通荷載作用，在進(jìn)行三軸動(dòng)態(tài)回彈模量試驗(yàn)時(shí)，一般通過(guò)設(shè)置圍壓來(lái)模擬土體所受周圍約束作用，通過(guò)設(shè)置循環(huán)偏應(yīng)力來(lái)模擬交通荷載作用。在確定動(dòng)三軸加載序列時(shí)，要求其應(yīng)力組合能夠覆蓋測(cè)試層內(nèi)的典型應(yīng)力范圍。典型的動(dòng)三軸試驗(yàn)加載序列有NCHRP 1-28A、AASHTO T307-99、周宇[13]提出的、羅志剛[14]提出的，其加載序列如圖1所示[15]。

羅志剛調(diào)研了中國(guó)典型的高速公路路面結(jié)構(gòu)，所提出的加載序列的循環(huán)偏應(yīng)力和圍壓取值相對(duì)大一些。周宇調(diào)研了中國(guó)南方濕熱地區(qū)10條典型高速公路，提出的加載序列的偏應(yīng)力和圍壓取值相對(duì)小一些。而NCHRP 1-28A和AASHTO T307-99加載序列更適合其他國(guó)家的路面結(jié)構(gòu)受力情況。因此，考慮到更廣的適用性，動(dòng)三軸加載序列的應(yīng)力組合參考羅志剛提出的測(cè)試方案。

對(duì)于路基細(xì)粒土而言，應(yīng)力加載序列從最小的循環(huán)偏應(yīng)力開(kāi)始，避免材料過(guò)早的破壞。但在一個(gè)常循環(huán)偏應(yīng)力條件下降低圍壓會(huì)導(dǎo)致主應(yīng)力比增加。雖然主應(yīng)力對(duì)于純黏性材料比不重要，然而對(duì)于帶有部分摩擦力的黏性材料，隨著循環(huán)偏應(yīng)力或主應(yīng)力比的增加，其破壞的潛在可能性也在增加。所以，對(duì)黏性材料的應(yīng)力組合序列，可按不同循環(huán)偏應(yīng)力水平由低到高分為4～5組，每組又將圍壓由高到低分列3～5級(jí)應(yīng)力水平。

1.2 加卸載時(shí)長(zhǎng)及波形

1.2.1 移動(dòng)荷載有限元建模

加卸載時(shí)長(zhǎng)的選擇主要取決于車輛的行駛速度和車輛間距。對(duì)于不同等級(jí)公路，其設(shè)計(jì)車速如表1所示。根據(jù)《中華人民共和國(guó)道路交通安全法實(shí)施條例》和文獻(xiàn)調(diào)研，不同車速下的安全車距如表2所示。對(duì)于加載時(shí)長(zhǎng)，Liu等[10]研究表明，車速在18～144 km/h時(shí)，路基頂所受加載時(shí)長(zhǎng)為0.33～2 s。鄭剛等[12]研究了不同加載時(shí)長(zhǎng)下重塑土的動(dòng)力特性，加載時(shí)長(zhǎng)為0.1～2 s，并發(fā)現(xiàn)加載時(shí)長(zhǎng)在0.1～0.33 s時(shí)，動(dòng)強(qiáng)度變化不明顯。由于路基中應(yīng)力加載時(shí)長(zhǎng)會(huì)隨路基深度方向遞增，且對(duì)于卸載時(shí)長(zhǎng)鮮有研究成果，因此，采用有限元方法計(jì)算荷載加卸時(shí)長(zhǎng)的大致范圍。

采用COMSOL Multiphysics有限元軟件，對(duì)中國(guó)典型的路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行二維有限元數(shù)值建模，面層采用0.20 m瀝青混凝土，基層采用0.40 m水泥穩(wěn)定碎石，底基層采用0.20 m水泥穩(wěn)定碎石，路基采用7.0 m路基土，地基為2.0 m，各層均視為純彈性體，路面結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3所示。采用標(biāo)準(zhǔn)軸重的移動(dòng)荷載加載，車軸距為2.7 m，每個(gè)輪胎壓強(qiáng)為0.7 MPa，輪胎作用直徑為0.213 m，移動(dòng)速度為20～120 km/h。有限元模型如圖2所示，網(wǎng)格尺寸為0.2 m×0.2 m，為消除邊界效應(yīng)，x方向長(zhǎng)度設(shè)為80 m，x=0 m和x=80 m處僅約束x方向位移，y=0 m處約束x和y方向位移。

1.2.2 建模結(jié)果分析

圖3為不同行車速度下距路基頂面不同深度下的應(yīng)力時(shí)程曲線，由圖3可知，速度越快荷載作用時(shí)間越短，當(dāng)行車速度從20 km/h增加到120 km/h，不同路基深度下的荷載作用時(shí)長(zhǎng)減少83.4%～83.9%。同時(shí)，同一行車速度下，隨距路基頂面深度增加，荷載作用時(shí)間變長(zhǎng)，從距路基頂面深度0 m增加到7 m，荷載作用時(shí)間增加89.4%～95.6%。另外，當(dāng)荷載波形結(jié)束后，仍會(huì)有小范圍的波動(dòng)，為保證所選取加載時(shí)長(zhǎng)在合理的范圍，參考誤差的取值方式，取荷載峰值的5%作為荷載谷值。為了方便查看，將不同車速下距路基頂面不同深度的加載時(shí)長(zhǎng)以表格形式統(tǒng)計(jì)，如表4所示。由表4可以看到，行車速度20 km/h時(shí)，加載時(shí)長(zhǎng)為2.07～4.05 s;行車速度40 km/h時(shí)，加載時(shí)長(zhǎng)為1.20～2.34 s;行車速度60 km/h時(shí)，加載時(shí)長(zhǎng)為0.81～1.55 s;行車速度80 km/h時(shí)，加載時(shí)長(zhǎng)為0.60～1.17 s;行車速度100 km/h時(shí)，加載時(shí)長(zhǎng)為0.48～0.93 s;行車速度120 km/h時(shí)，加載時(shí)長(zhǎng)為0.40～0.76 s。加載時(shí)長(zhǎng)范圍為0.40～4.01 s，因此，在進(jìn)行動(dòng)三軸試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)包括該加載時(shí)長(zhǎng)范圍?？紤]到路基土動(dòng)態(tài)回彈模量在高頻加載時(shí)受加載時(shí)長(zhǎng)影響變化顯著，加載時(shí)長(zhǎng)采取向后差值遞增的設(shè)置方式，分別為0.2、0.6、1.4、2.6、4.2 s。同時(shí)，由圖3可以發(fā)現(xiàn)，在距路基頂面0 m深度處，應(yīng)力波形呈現(xiàn)雙峰值，這是由于車輛前后軸距造成的，但在距路基頂面1 m及以上深度處，其應(yīng)力波形均為半正弦波。因此，在進(jìn)行路基土動(dòng)三軸試驗(yàn)時(shí)，對(duì)于加載波形選擇，與其他學(xué)者處理方式一致，將行車荷載簡(jiǎn)化為半正弦波。

按照表2不同行車速度所對(duì)應(yīng)的安全距離設(shè)置連續(xù)的行車荷載，圖4為不同車速連續(xù)行車荷載下距路基頂面不同深度處的應(yīng)力時(shí)程曲線。由圖4可以看到，在行車速度為20 km/h時(shí)，存在不同程度的應(yīng)力疊加，即卸載時(shí)長(zhǎng)可以看成為0 s，在行車速度大于40 km/h時(shí)，前后車輛所產(chǎn)生的路基內(nèi)動(dòng)應(yīng)力相互不疊加，存在不同的卸載時(shí)長(zhǎng)。為了探究不同卸載時(shí)長(zhǎng)對(duì)路基動(dòng)力響應(yīng)的影響程度，設(shè)置了卸載時(shí)長(zhǎng)分別為0、0.4、0.8、1.2 s的試探性試驗(yàn)來(lái)研究卸載時(shí)長(zhǎng)對(duì)路基土動(dòng)三軸試驗(yàn)結(jié)果的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。由圖5可以看到，在0.2、0.6 s加載時(shí)長(zhǎng)下，0 s卸載時(shí)長(zhǎng)下的動(dòng)態(tài)回彈模量會(huì)比其他卸載時(shí)長(zhǎng)下的略高，同時(shí)，在0.2 s加載時(shí)長(zhǎng)、0 s卸載時(shí)長(zhǎng)下，第12序列后出現(xiàn)了模量的衰減，通過(guò)觀察原始數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)是其塑性應(yīng)變快速累積，試件出現(xiàn)了鼓包及損傷，因此，在高頻加載情況下，試件易產(chǎn)生塑性變形。在1.4、2.6 s加載時(shí)長(zhǎng)下，卸載時(shí)長(zhǎng)對(duì)動(dòng)態(tài)回彈模量值基本沒(méi)有影響。因此，僅在加載時(shí)長(zhǎng)小于0.6 s，且卸載時(shí)長(zhǎng)小于0.4 s時(shí)，卸載時(shí)長(zhǎng)對(duì)路基土動(dòng)態(tài)回彈模量值有影響;加載時(shí)長(zhǎng)小于0.6 s，對(duì)應(yīng)于行車速度大于60 km/h，由圖4（c）～（f）可以看到，此時(shí)路基中實(shí)際的卸載時(shí)長(zhǎng)遠(yuǎn)大于0.4 s。因此，在實(shí)際道路中，不會(huì)出現(xiàn)因加載卸載時(shí)長(zhǎng)不同導(dǎo)致路基土動(dòng)態(tài)回彈模量值不同情況。對(duì)于路基土，學(xué)者們通常取0.8 s的時(shí)間間歇來(lái)進(jìn)行動(dòng)三軸試驗(yàn)。因此，結(jié)合實(shí)際的道路受力情況，保證三軸試驗(yàn)中試件的最小損壞原則，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外學(xué)者的三軸試驗(yàn)方案，統(tǒng)一取0.8 s的卸載時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行研究。

1.3 加載序列

張宗濤等[16]研究發(fā)現(xiàn)，隨著車速的增加，車輛動(dòng)載對(duì)路面結(jié)構(gòu)永久變形損傷指數(shù)也在增加。Romanov[17]研究了4 Hz和2 Hz加載頻率下，鐵路路基的累積塑性變形，結(jié)果表明，隨著加載頻率的增加，路基土的累積塑性應(yīng)變?cè)黾?，Peng等[18]也發(fā)現(xiàn)了同樣的規(guī)律。因此，在進(jìn)行考慮加載時(shí)長(zhǎng)的動(dòng)三軸試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先高頻后低頻加載，盡早地消除路基土試件的塑性變形和減少試樣破壞的可能性。確定的加載序列如表5所示。

1.4 動(dòng)態(tài)回彈模量取值

根據(jù)最新研究成果，一般取最后5周期計(jì)算動(dòng)態(tài)回彈模量。吳宏偉等[19]通過(guò)動(dòng)三軸試驗(yàn)分析表明，當(dāng)路基土樣進(jìn)行正式加載20個(gè)周期后，試件的動(dòng)態(tài)回彈模量值基本上處于穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)，《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30—2015）也規(guī)定取最后5個(gè)周期的路基土動(dòng)態(tài)回彈模量的平均值作為實(shí)測(cè)模量值。因此，在進(jìn)行動(dòng)三軸回彈模量試驗(yàn)時(shí)，取最后5次循環(huán)的平均動(dòng)態(tài)回彈模量作為實(shí)測(cè)動(dòng)態(tài)回彈模量值。

2 動(dòng)態(tài)回彈模量試驗(yàn)過(guò)程

2.1 土樣及試件制作

選取長(zhǎng)沙、上海兩地的典型路基土，采用本文制定的考慮加卸載時(shí)長(zhǎng)的路基土動(dòng)態(tài)回彈模量測(cè)試方法進(jìn)行試驗(yàn)，用于研究不同加載時(shí)長(zhǎng)下的路基土動(dòng)態(tài)回彈模量變化規(guī)律。通過(guò)比重試驗(yàn)、顆粒篩分試驗(yàn)、界限含水率試驗(yàn)、擊實(shí)試驗(yàn)分別得到了兩種土樣的基本物理力學(xué)性能參數(shù)，如表6所示，其中，長(zhǎng)沙土樣為高液限粉土，上海土樣為低液限黏土。

根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30—2015）對(duì)路基壓實(shí)度的要求，壓實(shí)度工況設(shè)置為96%，滿足路床的壓實(shí)度要求，含水率設(shè)置為最佳含水率。

依據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30—2015）中對(duì)動(dòng)三軸試驗(yàn)的規(guī)定，兩種土樣的最大粒徑不超過(guò)19 mm，因此，試件尺寸為直徑100 mm、高200 mm。AASHTO T307-99試驗(yàn)規(guī)程中提到土顆粒的直徑不應(yīng)超過(guò)試件直徑的1/10，因此，在進(jìn)行試件成型前對(duì)土樣充分碾壓，并過(guò)9.5 mm篩。粒徑達(dá)到要求后，烘干土樣，配置到設(shè)定的含水率狀態(tài)，土樣進(jìn)行密封保存24 h，使其含水率分布均勻。含水率配置完成后，應(yīng)再次測(cè)定土樣含水率，控制誤差在0.5%以內(nèi)。采用萬(wàn)能試驗(yàn)儀，對(duì)土樣分5層靜壓成型，每一層的質(zhì)量一致，壓實(shí)厚度一致，保證試件壓實(shí)度均勻。試件成型后密封保存2 d，保證試件內(nèi)部含水率均勻分布。

2.2 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)采用長(zhǎng)沙理工大學(xué)公路工程養(yǎng)護(hù)技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的動(dòng)三軸試驗(yàn)設(shè)備，該設(shè)備由意大利Controls公司提供，型號(hào)為Dynatriax100/14動(dòng)三軸試驗(yàn)系統(tǒng)，如圖6所示[20]。

3 動(dòng)態(tài)回彈模量影響因素分析

3.1 循環(huán)偏應(yīng)力及圍壓

在試驗(yàn)過(guò)程中，循環(huán)偏應(yīng)力和圍壓分別模擬交通荷載和土體周圍的約束，體現(xiàn)為剪切和側(cè)限兩種不同的作用效果。對(duì)長(zhǎng)沙、上海兩種土樣不同加載時(shí)長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)回彈模量試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，如圖7、圖8所示。從圖中可以看到，在不同加載時(shí)長(zhǎng)和圍壓下，路基土動(dòng)態(tài)回彈模量值均隨循環(huán)偏應(yīng)力的增大而減少。對(duì)于長(zhǎng)沙土樣，當(dāng)循環(huán)偏應(yīng)力從30 kPa增加到105 kPa時(shí)，0.2、0.6、1.4、2.6、4.2 s加載時(shí)長(zhǎng)下的動(dòng)態(tài)回彈模量分別減少了28.1%～33.8%、26.1%～34.0%、26.0%～33.1%、25.9%～33.8%、25.8%～32.2%。對(duì)于上海土樣，循環(huán)偏應(yīng)力從30 kPa增加到105 kPa時(shí)，0.2、0.6、1.4、2.6、4.2 s加載時(shí)長(zhǎng)下的動(dòng)態(tài)回彈模量分別減少了25.8%～28.8%%、25.7%～29.2%、25.8%～29.4%、25.7%～29.3%、25.6%～29.5%。

由圖7、圖8還可以看到，在不同循環(huán)偏應(yīng)力和加載時(shí)長(zhǎng)下，路基土動(dòng)態(tài)回彈模量值均隨圍壓的增大而增大。對(duì)于長(zhǎng)沙土樣，圍壓從15 kPa增加到60 kPa時(shí)，0.2、0.6、1.4、2.6、4.2 s加載時(shí)長(zhǎng)下的動(dòng)態(tài)回彈模量分別增加了38.9%～50.9%、35.3%～51.4%、35.0%～51.5%、34.9%～51.6%、34.8%～51.4%。對(duì)于上海土樣，圍壓從15 kPa增加到60 kPa時(shí)，0.2、0.6、1.4、2.6、4.2 s加載時(shí)長(zhǎng)下的動(dòng)態(tài)回彈模量分別增加了34.8%～39.6%、34.5%～41.3%、34.4%～41.4%、34.5%～41.6%、34.8%～41.7%。因此，在不同加載時(shí)長(zhǎng)下，路基土動(dòng)態(tài)回彈模量隨循環(huán)偏應(yīng)力和圍壓的變化規(guī)律基本一致，但由于土質(zhì)的不同，其變化幅度不同。

3.2 加載時(shí)長(zhǎng)

選取長(zhǎng)沙、上海土樣在圍壓30 kPa、循環(huán)偏應(yīng)力30 kPa下不同加載時(shí)長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)回彈模量試驗(yàn)結(jié)果例進(jìn)行分析，如圖9所示。由圖9可以看到，隨加載時(shí)長(zhǎng)增加，路基土動(dòng)態(tài)回彈模量逐漸減小，并到達(dá)穩(wěn)定值。對(duì)于長(zhǎng)沙和上海土樣，加載時(shí)長(zhǎng)從0.2 s增加到4.2 s，路基土動(dòng)態(tài)回彈模量分別減小了32.0%和27.6%，盡管土質(zhì)不同，但路基土動(dòng)態(tài)回彈模量隨加載時(shí)長(zhǎng)變化的幅度差異不大。同時(shí)，還計(jì)算了不同圍壓和循環(huán)偏應(yīng)力下的動(dòng)態(tài)回彈模量試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于長(zhǎng)沙土樣，加載時(shí)長(zhǎng)從0.2 s增加到4.2 s，路基土動(dòng)態(tài)回彈模量減小了25.4%～34.6%;對(duì)于上海土樣，加載時(shí)長(zhǎng)從0.2 s增加到4.2 s，路基土動(dòng)態(tài)回彈模量減小了18.7%～30.9%?？梢?jiàn)，加載時(shí)長(zhǎng)的影響不容忽視。

值得一提的是，由于路基為黏彈塑性體，通過(guò)有限元數(shù)值計(jì)算得到的加載時(shí)長(zhǎng)范圍較實(shí)際情況偏小。由圖9可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加載時(shí)長(zhǎng)大于2.6 s時(shí)，路基土動(dòng)態(tài)回彈模量基本不受加載時(shí)長(zhǎng)的影響。因此，數(shù)值計(jì)算結(jié)果能夠?yàn)榭紤]加載時(shí)長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)回彈模量試驗(yàn)服務(wù)。

4 結(jié)論

提出了新的動(dòng)態(tài)回彈模量測(cè)試方法，對(duì)兩種典型路基土開(kāi)展了動(dòng)態(tài)回彈模量試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，主要結(jié)論如下：

1）分析了已有的動(dòng)態(tài)回彈模量加載序列，分析了不同行車速度對(duì)路基應(yīng)力傳播特性的影響，提出了考慮加卸載時(shí)長(zhǎng)影響的路基土動(dòng)態(tài)回彈模量測(cè)試方法;加載時(shí)應(yīng)先高頻加載后低頻加載，盡早消除路基土試件的塑性變形和減少試樣破壞的可能性。

2）選取了兩種典型路基土，制備了96%壓實(shí)度、最佳含水率下的試件來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)回彈模量試驗(yàn)研究。

3）動(dòng)三軸試驗(yàn)結(jié)果表明，兩種土樣動(dòng)態(tài)回彈模量隨圍壓增大而增大，隨循環(huán)偏應(yīng)力、加載時(shí)長(zhǎng)的增大而減小;隨著加載時(shí)長(zhǎng)的增加，路基土動(dòng)態(tài)回彈模量減小可達(dá)34.6%，加載時(shí)長(zhǎng)的影響不容忽視;不同加載時(shí)長(zhǎng)下，路基土動(dòng)態(tài)回彈模量隨圍壓、循環(huán)偏應(yīng)力的影響規(guī)律基本一致。

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（編輯 胡玲）