LHT-2現(xiàn)場(chǎng)土基回彈測(cè)定儀 LHT-2土基現(xiàn)場(chǎng)回彈測(cè)定儀
一、LHT-2現(xiàn)場(chǎng)土基回彈測(cè)定儀概述
LHT-2現(xiàn)場(chǎng)土基回彈測(cè)定儀適用于現(xiàn)場(chǎng)土基表面,通過(guò)承載板對(duì)土基逐級(jí)加載、卸載的方法,測(cè)出每級(jí)荷載下相應(yīng)的土基回彈變形值,經(jīng)過(guò)計(jì)算求得土基回彈模量。
二、LHT-2現(xiàn)場(chǎng)土基回彈測(cè)定儀主要參數(shù)
1、液壓千斤頂:80-100KN及球座
2、測(cè)力計(jì):60KN
3、鋼性承載板:板厚20mm,直徑為Φ30cm,直徑兩端設(shè)有立柱和可以調(diào)整高度的支座
4、橫梁:1.5m
三、LHT-2現(xiàn)場(chǎng)土基回彈測(cè)定儀測(cè)定方法
1、儀器與材料
1)加載設(shè)施:載有鐵塊或集料等重物、后軸重不小于60KN的載重汽車一輛。在汽車大梁的后軸之后約80cm處,附設(shè)加勁小梁一根作反力架。汽車輪胎充氣壓力為0.5MPa。
2)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試裝置,由千斤頂、測(cè)力計(jì)(測(cè)力環(huán)或壓力表)及球座組成。
3)剛性承載板一塊,板厚20mm,直徑為30cm,直徑兩端設(shè)有立柱和可以調(diào)整高度的支座供安放彎沉儀測(cè)頭,承載板放在土基表面上。
4)路面彎沉儀兩臺(tái),由貝克曼梁、百分表及其支架組成。
5)液壓千斤頂一臺(tái),80-100KN,裝有經(jīng)過(guò)標(biāo)定的壓力表或測(cè)力環(huán),其容量不小于土基強(qiáng)度,測(cè)定精度不小于測(cè)力計(jì)量程的1/100。
6)其他:秒表、水平尺、細(xì)砂、毛刷、垂球、鎬、鐵鍬、鏟等。
示意圖如下
2、試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作 LHT-2土基現(xiàn)場(chǎng)回彈測(cè)定儀
1)根據(jù)需要選擇有代表性的測(cè)點(diǎn),測(cè)點(diǎn)應(yīng)位于水平的路基上,土質(zhì)均勻,不含雜物
2)仔細(xì)平整土基表面,撒干燥潔凈的細(xì)砂填平土基凹處,砂子不可覆蓋全部土基表面避免形成一層。
3)安置承載板,并用水平尺進(jìn)行矯正,使承載板處于水平狀態(tài)。
4)將試驗(yàn)置于測(cè)點(diǎn)上,在加勁小梁中部懸掛垂球測(cè)試,使之恰好對(duì)準(zhǔn)承載板中心,然后收起垂環(huán)。
5)在承載板上安放千斤頂,上面襯墊鋼圓筒,并將球座置于頂部與加勁橫梁接觸。如用測(cè)力環(huán)時(shí),應(yīng)將測(cè)力環(huán)置于千斤頂與橫梁中間,千斤頂及襯墊物必須保持垂直,以免加壓時(shí)千斤頂傾倒發(fā)生事故并影響測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
6)安放彎沉儀,將兩臺(tái)彎沉儀的測(cè)頭分別置于承載板立柱的支座上,百分表對(duì)零或其他合適的初始位置。
3、測(cè)試步驟
1)用千斤頂開(kāi)始加載,注視測(cè)力環(huán)或壓力表,至預(yù)壓0.05MPa、穩(wěn)壓1min,使承載板與土基緊密接觸,同時(shí)檢查百分表的工作情況是否正常,然后放松千斤頂油門卸載,穩(wěn)壓1min,將指針對(duì)零或記錄初始讀數(shù)。
2)測(cè)定土基的壓力-變形曲線。用千斤頂加載,采用逐級(jí)加載卸載法,用壓力表或測(cè)力環(huán)控制加載量,荷載小于0.1MPa時(shí),每級(jí)增加0.02MPa,以后每級(jí)增加0.04MPa左右。為了使加載和計(jì)算方便,加載數(shù)值可適當(dāng)調(diào)整為整數(shù)。每次加載至預(yù)定荷載后,穩(wěn)定1min,立即讀記兩臺(tái)彎沉儀百分表數(shù)值,然后輕輕放開(kāi)千斤頂油門卸載至0,待卸載穩(wěn)定1min,后,再次讀數(shù),每次卸載后百分表不再對(duì)零。當(dāng)兩臺(tái)彎沉儀百分表讀數(shù)之差小于平均值的30%進(jìn),取平均值。如果超過(guò)30%,則應(yīng)當(dāng)重測(cè),當(dāng)回彈變形值超過(guò)1mm時(shí),即可停止加載。
3)各級(jí)荷載的回彈變形和總變形,按以下方法計(jì)算:
回彈變形L=(加載后讀數(shù)平均值-卸載后讀數(shù)平均值)×調(diào)彎沉儀杠桿比
總變形L’=(加載后讀數(shù)平均值-加載初始前讀數(shù)平均值)×調(diào)彎沉儀杠桿比
4)測(cè)定汽車總影響量a。zui后一次加載卸載循環(huán)結(jié)束后,取走千斤頂,重新讀取百分表初讀數(shù),然后將汽車開(kāi)出10m以外,讀取終值數(shù),兩只百分表的初、終讀數(shù)差之平均值乘彎沉儀杠桿比即為總影響量a。
5)在試驗(yàn)點(diǎn)下取樣,測(cè)定材料含水量。
6)在緊靠試驗(yàn)點(diǎn)旁邊的適當(dāng)位置,用灌砂法或環(huán)刀法或其他方法測(cè)定土基的密度。
四、LHT-2現(xiàn)場(chǎng)土基回彈測(cè)定儀計(jì)算
1、各級(jí)壓力的回彈變形加上該級(jí)的影響量后,則為計(jì)算回彈變形值。下表是以后軸重60KN的標(biāo)準(zhǔn)車為測(cè)試車的各級(jí)荷載影響量的計(jì)算值。當(dāng)使用其他類型測(cè)試車時(shí),計(jì)算各級(jí)壓力下的影響量ai按下式計(jì)算:
式中T1——測(cè)試車前后軸距(M)
T2——加勁小梁距后軸距離(M)
D——承載板直徑
Pi——該級(jí)承載板壓力(Pa)
Q——測(cè)試車后軸重(N)
a——總影響量(0.01mm)
ai ——該級(jí)壓力的分級(jí)影響量(0.01mm)
2、將各級(jí)計(jì)算回彈變形值點(diǎn)繪于標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算紙上,排除顯著偏離的異常點(diǎn)并繪出順滑的P-L曲線,如曲線的起始部分出現(xiàn)反彎應(yīng)按圖2-1修正原點(diǎn)0。
P-L曲線修正以后,按式(2-9)計(jì)算相應(yīng)于各級(jí)荷載下的土基回彈量值Ei。
式中 Ei——相應(yīng)于各級(jí)荷載下的土基回彈模量值(MPa)
U0 ——土的泊松比,根據(jù)部頒設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定取用
D ——承載板直徑30cm
Pi ——承載板壓力(MPa)
Li——相對(duì)于荷載Pi時(shí)的回彈變形(cm)
zui后取結(jié)束試驗(yàn)前的各回彈變形值按線性回歸方法同式2-10計(jì)算求得土基回彈模量E0值
式中 E0 ——相應(yīng)于各級(jí)荷載下的土基回彈模量值MPa
U0——土的泊松比,土基一般取為0.35
Li——結(jié)束試驗(yàn)前的各級(jí)實(shí)測(cè)回彈變形值cm
Pi——對(duì)應(yīng)于LI的各級(jí)壓力值MPa
P-L曲線大多呈微凸形,少數(shù)(土較干而密實(shí)時(shí))具有近似性關(guān)系。因而,回彈模量值仍是隨荷載壓力增加而減小的變量,應(yīng)按路基實(shí)際受到的壓力(或回彈彎沉)大小來(lái)取值。但承載板試驗(yàn)至什么情況結(jié)束,現(xiàn)在沒(méi)有統(tǒng)一的做法。對(duì)于干燥、中濕狀態(tài)路基的應(yīng)力、應(yīng)變P-L曲線基本為線性關(guān)系,E0值的變化不大,基本是穩(wěn)定的。對(duì)潮濕、過(guò)濕狀態(tài)的土基的應(yīng)力、應(yīng)變P-L呈曲線,E0值隨變形增大而減小。對(duì)高速、一級(jí)、二級(jí)公路半剛性基層瀝青路面,由于路面較厚,模量較高,交通荷載傳遞到路基的受力往往小于0.1MPa,變形小于0.3-0.5mm,雖然可采用0.1MPa前的應(yīng)力-應(yīng)變曲線計(jì)算E0值,但因其應(yīng)力變形小,計(jì)算的E0值分散性大,甚至失真,因此建議采用0.5-1mm前的P-L曲線計(jì)算E0值比較合理;而當(dāng)路面較薄,公路等級(jí)較低時(shí),路基受力較大,變形就可能達(dá)到0.5-1.0。因此,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。公路部門多年使用到回彈變形到1mm結(jié)束。