專(zhuān)利名稱：一種作為回填料的混合輕量土的強(qiáng)度確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為回填料的混合輕量土強(qiáng)度的確定方法，適用于道路加寬、道路填土、橋臺(tái)背填土、地下工程和管線等工程中采用混合輕量土作為回填料的強(qiáng)度確定。屬于土建技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
混合輕量土是由原料土、固化劑、水、輕質(zhì)材料等按一定比例組成，其強(qiáng)度可調(diào)節(jié)。對(duì)于不同的工程其需求的混合輕量土的強(qiáng)度也不同，如要求強(qiáng)度過(guò)高會(huì)使固化劑添加量過(guò)多，易造成密度過(guò)大，經(jīng)濟(jì)性差，不能滿足輕質(zhì)的要求。若要求強(qiáng)度過(guò)低，會(huì)使輕質(zhì)材料的添加量過(guò)多，同樣也不能滿足工程安全的要求。目前采用的混合輕量土的強(qiáng)度確定方法，是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，沒(méi)有統(tǒng)一的依據(jù)，結(jié)果也很不可靠且成本高。因此，如何針對(duì)不同工程快速準(zhǔn)確地確定輕量土的所需要的強(qiáng)度，使輕量土能夠滿足工程要求是當(dāng)前工程界亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有方法實(shí)施成本高、隨意性強(qiáng)、結(jié)果不可靠或不能體現(xiàn)特殊性的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種原理明確，可操作性強(qiáng)，成本低廉，使用效果好、便于針對(duì)不同工程中作為回填料的混合輕量土的強(qiáng)度確定方法。
為達(dá)到發(fā)明目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種作為回填料的混合輕量土的強(qiáng)度確定方法，所述方法如下(1)根據(jù)公式1σ1=Σi=inγi·hi]]>計(jì)算恒荷載作用于混合輕量土筑體上的豎向擴(kuò)散應(yīng)力；式1中σ1為路基及路面作用于輕量土面層的擴(kuò)散應(yīng)力，單位kN/m2；γi為路基及路面各層材料的重度，單位kN/m3；(材料的重度取值參見(jiàn)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D30-2004、公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D40-2002、《工路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTG B01-2003)hi為路基及路面各層材料的層厚，單位m；(2)根據(jù)公式2σ2＝[P·(1+ξ)]/[(B+2·z·tanθ)(L+2·z·tanθ)]計(jì)算作用于混合輕量土筑體上面的交通荷載的豎向擴(kuò)散應(yīng)力；式2中σ2為交通荷載作用于輕量土面層的擴(kuò)散應(yīng)力，單位kN/m2；P為車(chē)輪荷載，單位kN；ξ為沖擊系數(shù)(ξ＝0.1～0.5)；B為后車(chē)輪輪帶寬，單位m；L為后車(chē)輪接觸地長(zhǎng)度，單位m；以上幾個(gè)因素根據(jù)《工路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTG B01-2003確定，取標(biāo)準(zhǔn)值；θ為荷載的應(yīng)力擴(kuò)散角(取值范圍見(jiàn)表1)；z為路基及路面各層的層厚之和，單位m；(3)根據(jù)公式3Qu＝σ1·λ1+σ2·λ2，按照分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)計(jì)算得到混合輕量土需要達(dá)到的強(qiáng)度；式3中σ1為路基及路面作用于輕量土面層的擴(kuò)散應(yīng)力，單位kN/m2；
σ2為交通荷載作用于輕量土面層的擴(kuò)散應(yīng)力，單位kN/m2；λ1為路基及路面作用于輕量土面層的分項(xiàng)抗力系數(shù)(取值范圍見(jiàn)表2)；λ2為交通荷載作用于輕量土面層的分項(xiàng)抗力系數(shù)(取值范圍見(jiàn)表2)；Qu即為所述混合輕量土所要達(dá)到的強(qiáng)度值，單位kN/m2。
表1荷載的應(yīng)力擴(kuò)散角θ的取值
注對(duì)于混凝土路面，應(yīng)力擴(kuò)散角θ＝45°。
表2分項(xiàng)抗力系數(shù)的取值
本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在作為回填料的混合輕量土需應(yīng)達(dá)到的強(qiáng)度要求的確定方法原理明確，可操作性強(qiáng)，成本低廉，使用效果好，便于針對(duì)不同工程中的混合輕量土強(qiáng)度確定方法，具有較大的實(shí)施價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
(四)


圖1為輕量土筑體上表面路面及路基等恒荷載擴(kuò)散應(yīng)力圖示；圖2為輕量土筑體上表面交通荷載等活荷載擴(kuò)散應(yīng)力圖示；圖1、圖2中，1為路基路面的厚度，2為輕量土厚度，3為路面，4為路基，5為混合輕量土，6為路面荷載，7為路基荷載，8為路基路面的擴(kuò)散應(yīng)力，9為交通荷載，10為交通荷載的擴(kuò)散應(yīng)力。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此實(shí)施例1高速公路為了減輕填土自重采用混合輕量土作為回填料，填土高度為5M。根據(jù)路面及路基設(shè)計(jì)情況可知，水泥混凝土路面厚26cm，二灰碎石層35cm，鋼筋混凝土保護(hù)層厚為10cm，則路基及路面的層厚為z＝0.71m。
輕量土表面由混凝土路面(厚26cm，r1＝24kN/m3)，基層(水泥穩(wěn)定碎石層厚35cm，r1＝23kN/m3)及鋼筋混凝土板保護(hù)層(板厚10cm，r1＝25kN/m3)產(chǎn)生的自重應(yīng)力為(根據(jù)步驟(1))σ1=Σi=inγi·hi=24×0.26+23×0.35+25×0.1=16.79kN/m2]]>根據(jù)步驟(2)可得到交通荷載作用于輕量土面層的擴(kuò)散應(yīng)力 =45.49kN/m2]]>根據(jù)步驟(3)取相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)λ1＝3；λ2＝2，可得到混合輕量土的需求強(qiáng)度為Qu＝σ1·λ1+σ2·λ2＝16.79×3+45.49×2＝141.35kN/m2
可知滿足工程需要的輕量土強(qiáng)度為141.35kN/m2。經(jīng)過(guò)模型試驗(yàn)及工程應(yīng)用，采用的輕量土強(qiáng)度為141.35kN/m2，模型試驗(yàn)及工程運(yùn)行較好，沒(méi)有出現(xiàn)強(qiáng)度問(wèn)題。
權(quán)利要求
1.一種作為回填料的混合輕量土的強(qiáng)度確定方法，所述方法如下(1)根據(jù)公式1σ1=Σi=inγi·hi]]>計(jì)算恒荷載作用于混合輕量土筑體上的豎向擴(kuò)散應(yīng)力；式1中σ1為路基及路面作用于輕量土面層的擴(kuò)散應(yīng)力，單位kN/m2；γi為路基及路面各層材料的重度，單位kN/m3；hi為路基及路面各層材料的層厚，單位m；(2)根據(jù)公式2σ2＝[P·(1+ξ)]/[(B+2·z·tanθ)(L+2·z·tanθ)]計(jì)算作用于混合輕量土筑體上面的交通荷載的豎向擴(kuò)散應(yīng)力；式2中σ2為交通荷載作用于輕量土面層的擴(kuò)散應(yīng)力，單位kN/m2；P為車(chē)輪荷載，單位kN；ξ為沖擊系數(shù)；B為后車(chē)輪輪帶寬，單位m；L為后車(chē)輪接觸地長(zhǎng)度，單位m；θ為荷載擴(kuò)散角度；z為路基及路面各層的層厚之和，單位m；(3)根據(jù)公式3Qu＝σ1·λ1+σ2·λ2，按照分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)計(jì)算得到混合輕量土需要達(dá)到的強(qiáng)度；式3中σ1為路基及路面作用于輕量土面層的擴(kuò)散應(yīng)力，單位kN/m2；σ2為交通荷載作用于輕量土面層的擴(kuò)散應(yīng)力，單位kN/m2；λ1為路基及路面作用于輕量土面層的分項(xiàng)抗力系數(shù)；λ2為交通荷載作用于輕量土面層的分項(xiàng)抗力系數(shù)；Qu即為所述混合輕量土所要達(dá)到的強(qiáng)度值，單位kN/m2。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種作為回填料的混合輕量土的強(qiáng)度確定方法，所述方法如下(1)根據(jù)公式文檔編號(hào)E02D17/00GK101037862SQ20071006791
公開(kāi)日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2007年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月31日
發(fā)明者杜時(shí)貴, 羅戰(zhàn)友 申請(qǐng)人:浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院