文摘
postconstruction解决桥方法通常是不均匀的,这将创建一个撞在巷道。的确,这是一个典型的情况下结束的时候桥方法,需要一个解决方案。postconstruction结算的主要原因之一是土的蠕变。本文旨在推广一个新的设计方法控制公路postconstruction结算代替路基与发泡聚苯乙烯(EPS)。在新方法中,蠕变系数可以计算基于Yin-Graham执行模型。因此,重载率之间的关系(OLR)和超固结比(OCR)。新方法包括五个步骤:(a)确定蠕变系数基于蠕变系数之间的关系,整合比率,(b)将地面到合适数量的子层,(c)选择组不同的重载率,然后计算平均值为每个子层的附加应力和超固结比下不同的olr, (d)计算不同olr下postconstruction结算,和(e)决定更换不同部分的能力。该方法可用于定量设计根据不同需求postconstruction结算的基础。以湖州大道为例,案例研究说明了新方法的计算过程。
1。介绍
桥的方法提供了一个平稳过渡的汽车从公路路面桥梁结构。然而,postconstruction解决桥梁的方法通常是不均匀的,这将创建一个撞在巷道。的确,这是一个典型的情况在斯坦福桥的方法,需要一个解决方案。
在桥头是一个复杂的技术问题。土的蠕变是postconstruction结算的主要原因之一。土壤展品蠕变特性。相比之下,主固结沉降,蠕变沉降很小,但意义重大,尤其是对软粘土。在过去的几十年里,大量的研究已经进行了软粘土的蠕变。Ladd et al。1)首次提出的问题是否蠕变沉降发生在主固结沉降的过程。有两种不同的意见是否蠕变发生在主要的整合。他们总结为假设一和假设b假说认为,蠕变仅发生在次固结阶段,没有蠕变发生在主固结阶段。Mesri et al。2- - - - - -4王),et al。3],和Mesri Vardhanabhuti [4支持假设a .然而,假设B认为土壤蠕变是由于自己的粘度和从一开始就发生的主要整合过程。它支持Bjerrum [5),Stolle et al。6),纳什和莱德(7),阴et al。8],Suklje [9),布沙尔et al。10),Berre和球队11,Leoni et al。12),卡里姆et al。13,纳什和棕色(14]。众所周知,有效应力变化,蠕变始终存在,这意味着B假设是合理的。基于假设B和等效时间概念,阴和格雷厄姆(15- - - - - -18)提出了一个一维弹性粘塑性的蠕变行为(执行)模型,可用于计算蠕变沉降。根据执行模型、蠕变系数密切相关,在整合比率(OCR)。
一些压缩测试(19- - - - - -21)表明,蠕变系数随OCR的增加而减小。因此,使用预加载比最后的施工荷载是一种有效的方法来减少postconstruction结算(22- - - - - -26]。然而,在实际的项目中,对于某些部分,预压时间是不够的,这样很难达到原来的效果在项目的时间限制。用轻质材料替代部分路基的方法来减少路基的永久荷载可以解决这个问题27,28]。发泡聚苯乙烯(EPS)是一种高质量的轻质材料(29日]。EPS ultralightweight的特点,压缩阻力,自力更生,水阻力、阻燃等。EPS材料的密度一般是0.2 ~ 0.3 kN / m3,相当于1/100 ~ 1/60土壤密度。每股收益具有较高的抗压强度随密度,所以它可以作为路堤填料的弹性范围80 ~ 140 kN / m2。EPS是一个包含独立的合成树脂泡沫泡沫不吸收水分。EPS材料的物理性质和力学指标的变化在老化过程中,良好的抗老化性,其老化寿命是60多年。
重要的是要确定适当的厚度EPS控制postconstruction结算,但只有很少的研究在这个领域。陈等人。30.)表明,合并、压缩和其他参数可以根据监测数据,计算和地基沉降的计算程序反映overloading-unloading和重载应该编译的过程。然后,不同能力的轻质材料和postconstruction沉降之间的关系。因此,轻质材料的厚度可以根据容许postconstruction确定解决方案。许多因素被认为是在这个方法中,但很难被推广和应用在工程由于其复杂的计算。江et al。31日)提出一个公式来计算厚度。然而,这个公式也依赖于监控数据和postconstruction解决只是根据测量数据估计。因此,这个公式可能不是用于设计阶段。
本文旨在提出一种实用设计方法控制公路postconstruction结算代替路基与每股收益。第一,功能之间的关系建立了蠕变系数和超固结比的拟合一维压缩试验数据。第二,重载率之间的关系(OLR)和超固结比(OCR)推导出。然后,组织不同的OLR选择和计算在不同的OLR postconstruction和解。该方法可用于定量设计根据不同需求postconstruction结算的基础。它可以没有限制的OLR大于1.3的稳定基础。
2。蠕变系数Overconsolidated土壤
Buisman提出了次固结系数的概念( )。作为显示在图1,是相信曲线主要整合后接近一条直线。直线部分的斜率被定义为次固结系数 。 在哪里是时候结束时主要整合和任何时间结束后主要整合。
然而,方程(1)不适用overconsolidated土壤因为overconsolidated之前已经完成了主固结量测试。1964年,克劳福德(32)通常进行巩固土壤压缩流变试验和策划曲线不同的整合时期。1967年,Bjerrum蠕变图。作为显示在图2,他把他观察到的位移的实际工程为“即时压缩”和“延迟压缩”,并提议推迟压缩可以用平行线描述空间。
基于Bjerrum蠕变图,Yin-Graham提出了一维执行模型,和总菌株可以写成: 在哪里是一个参考应变和是总应变。分别是参考应力相对应的应变加载的开始。通常为巩固土壤,对应的应变 。 土壤的比容( ),也就是说,单位体积所占据的体积的固体。所以 和 ,在哪里和是对数坐标下的压缩指数和蠕变系数。在这里,我们调用“蠕变系数”,而不是“次固结系数”,因为方程(2)考虑蠕变发生期间和之后“主要整合。”,是一个参数,可以通过测量一维压缩试验,通常作为单位时间或主固结量之间的边界点和次固结33]。被称为等效时间阴和格雷厄姆所定义的。
根据方程(2),孔隙比 ,的有效应力 ,和等效有一个独特的关系。
作为显示在图3,无论是否正常固结土或overconsolidated土壤,零点的时间作为加载相应的正常固结状态的开始时间。例如,在图23超固结条件下,其相应的正常固结状态是正常固结点5行。相对应的时间点5是一开始的时间。和相当于时间从5点到2点。这样一个时间坐标系统结合正常固结和超固结成一个统一的坐标系统,所以它被称为一个绝对时间坐标系统。现在,可以找到的 在哪里正常固结土蠕变系数和吗膨胀系数。从哪个
让 可以表示如下:
根据方程(7),OCR参数相关,可以反映土的应力历史和状态。overconsolidated土壤,overconsolidated土的蠕变系数可以表示为 在哪里和是等价的;和在等效时间空隙率和 ,分别;和是当前负荷持续时间来 。
根据方程(7)和(8),蠕变系数不是一个常数。它可以表示为一个函数与超固结比。
3所示。超固结比之间的关系(OCR)和重载率(OLR)
负载在过去的最大值,即预加载,除以载荷的现值,是指超载比例(OLR)。超载比例(OLR)提出了反映过载状态,可以表示如下: 在哪里是预加载,加载条件下的超载预压。的现值是加载,最后施工地面上的负载。
在过去有效应力的最大值,即预固结压力,除以有效应力的有效价值的现值,是指超固结比对(OCR)。 在哪里是目前有效的压力和是预固结压力。
在地面上的负载变化,土壤中各点的应力状态层将会改变,和OCR也将改变。例如,如图4在装货前,点下正常固结状态。也就是说,等于 。
在土力学中,当负载应用于地面,垂直附加压力等于 。在这里,是附加应力系数,可以计算出基于土壤的深度和载荷分布类型。很方便,我们可以查找附加应力系数表来确定其价值。当最后的负载应用于地面,垂直附加压力等于 。因此,OCR的点可以表示如下:
作为显示在图4, 在哪里 , , ,和表明充填土壤的容重,EPS,软土,人行道上,分别; , ,和表明软土的厚度、EPS和人行道上,分别;和路堤填土的设计高度。
让我们建立OCR和OLR之间的关系。基于方程(10)和(11),
让
因此,OCR, OLR,有一个关系:
4所示。控制Postconstruction沉降的新方法
4.1。应用实际的程序设计方法
新方法控制postconstruction结算包括以下5个步骤:(一)确定蠕变系数。基于Yin-Graham执行模型,功能之间的关系建立了蠕变系数和超固结比的拟合一维压缩试验数据(b)把磨成一个合适的数量的子层。同一土层中的每个子层不应过于厚。每个子层的厚度应控制在2 m-4 m。对于每个子层,它假定压力均匀分布(c)选择组不同的olr并计算平均值的附加压力,并为每个子层在不同olr OCR。OLR通常范围从1.1到1.6在实际项目。基于方程(19),额外的压力和OCR的中心点计算每个子层和值作为平均附加压力和OCR为每个子层(d)计算不同olr postconstruction和解。基于功能之间的关系OCR,每一层的蠕变系数决定根据每个子层的平均超固结比对。根据方程(20.),计算每个子层的沉降和总postconstruction解决地面可以计算如下: 在哪里是总postconstruction解决地面,每个子层的厚度,每个子层的蠕变系数,预压期,是服务周期通常为15年吗(e)正确的安全系数的沉降值并确定下的超载比例和更换能力postconstruction定居点的要求
4.2。新方法的优势
一方面,路基土壤成为overconsolidated土壤与EPS替换后,所以蠕变系数大大降低。轻质材料,EPS本身ultralightweight的特点,压缩阻力,自力更生,水阻力、阻燃等。因此,这种方法可以更好地控制postconstruction结算。
另一方面,该方法可用于定量设计根据不同需求postconstruction结算的基础。工程设计的过程中,计算postconstruction结算通常是由经验公式或计算修正系数。这通常是无法满足一些工程的严格要求。利用蠕变系数,这种方法可以实现postconstruction和解的定量计算。
此外,这种方法可以使重载率大于1.3没有基础稳定性的限制。有必要控制超载比例,以确保稳定的基础当使用超载预压地基处理的方法。因此,当重载是相对较小的,需要一个较长的预压时间,以确保控制postconstruction沉降的影响,这将延长工期。这种方法可以使重载率大于1.3,就像用空间换取时间的策略。
5。案例研究
5.1。项目背景
认为是湖州大道建在软粘土在湖州平原,东南部的城市在中国湖州。作为显示在图5,桥的方法是长约140米,分为5过渡部分1 S5 (S1)和(GS)。下面的软粘土约13米深。为了提供平稳过渡的车辆从公路路面桥结构,各部分的设计方案是不同的。水泥土混合桩用于S1和S2。EPS轻质材料用于S3、S4和S5。塑料排水板中使用的所有部分。
软粘土具有高含水量、高孔隙比、高压缩性、低强度、低渗透性。土壤剖面如图6,从地质调查获得。土壤由2层:坚硬外壳的(a)和(b)软粘土。
5.2。一维压缩试验
5.2.1。试验装置
作为显示在图7,采用16自动气动整合装置进行一维压缩试验。环刀2厘米高,底面积是45.6厘米2。与传统仪器相比,该系统具有自动数据采集的优势在测试期间,克服了传统手工记录的缺点。为了确保测试结果的可靠性,测试前的设备是校对。
5.2.2。测试方案和描述
为了确定地面土壤的应力历史,应该首先确定预固结压力。Casagrande提出实证使用图形化的方法曲线获得的最大有效应力对粘土在过去的行动。通过测试,软粘土通常属于巩固土壤。样本取自土壤深度5米,大约是110 kPa和预固结压力。为了确保最大负载大于预固结压力,设置为150 kPa。测试加载路径分为重载,卸载和重新加载来模拟实际的施工条件。软粘土overconsolidated后重新加载。不允许加载率的影响因素,每组的加载率设置为1。由于超固结比是小和蠕变系数变化极大,超固结比设置为1.1,1.2,1.4和1.8。需要很长时间的蠕变系数稳定,所以最后阶段测试的持续时间应该至少7 d。具体方案为一维压缩测试如表所示1。
5.2.3。测试结果
图8显示了样本曲线1。样本土壤通常属于合并以来,很明显,中小学合并的分界线是什么 分钟。根据方程(1),
图9显示了土壤样本曲线2示例3样例4,样品5最后阶段负荷。从图9,我们可以学到的所有样品在100分钟后顺利,所以是100分钟。和持续时间应该减少100分钟, 。由于每个阶段的负载,除了最后一个阶段,持续1天,相当于时间应被视为1天。根据方程(8),可以计算蠕变系数。
以示例2为例, , , 分钟, ,和 。所以,当OCR 1.1,蠕变系数。
每个超固结比下的蠕变系数计算如表所示2。
蠕变系数之间的关系和OCR描绘在图10。
发现蠕变系数和超固结比之间的关系由一个指数函数如下,可以安装和相关系数是0.991。
5.3。计算Postconstruction结算
作为显示在图11,为了便于分析,假设分为2个阶段突然应用于地面。当最后一个阶段是应用 ,额外的附加费被替换为轻量级的每股收益,减少预加载来 。然后,路面铺设和负载 。
作为显示在图6,硬皮的厚度是近似1 m。由于其低压缩性、postconstruction解决这一层是微不足道的。路堤填土的设计高度是4.4米。填土的单位重量作为20 kN / m3。根据方程(13),
路面结构层的设计厚度是0.9米。和它的单位重量作为23 kN / m3。当每股收益的厚度为0.5米,根据方程(13)和(15),最终的负荷和OLR计算如下。
第一土层深度的中间点 m。查找附加应力系数表,我们获得 。根据方程(18),(19)和(21),
在这个项目中,更换的时机是卸货的时间。卸货的时间主要是基于主固结量的程度决定的,可以确定更换的时机与传统方法。预压期持续1年 的一年。postconstruction结算服务的最后时期可以根据计算方程(19)。
postconstruction解决其他土壤层次进而计算和计算结果如表所示3。
实际上,固结度不能达到100%,所以计算postconstruction结算应当予以纠正。的校正因子可以根据固结度计算。的校正因子是一个经验系数。在这里,根据已有的工程经验,如表所示4,我们建议校正因子的值应该依据预压后的固结度。在这个项目中,预压后固结度约80%,修正系数是1.3。
根据上面的计算过程,postconstruction解决在不同olr计算如表5。
容许postconstruction结算的部分是30厘米,这是规范的要求。纵向坡度的允许值是4‰。作为显示在图5一般部分和部分之间的距离3是65米。如果OLR的部分3设置为1.09,纵坡吗 。
作为显示在图12,沉降曲线抛物线截面分布的大致形状。然而,上述计算重载率是每一部分的中点。所以,截面可以优化更经济。具体的优化内容将在另一篇文章。
6。结论
基于实际工程,提出了新的设计方法控制postconstruction结算。主要得出如下结论:(一)基于the1D执行模型和等效时间的概念,功能之间的关系可以建立蠕变系数和超固结比的拟合一维压缩试验数据。结果表明,蠕变系数随超固结比的增加而减小(b)重载比和超固结比之间的关系。在实际工程中,超固结比可以改变通过调整重载率,然后,蠕变系数可以改变控制postconstruction结算(c)新方法可用于定量设计根据不同需求postconstruction结算的基础。案例研究表明,该方法在工程是可操作的
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。