一种测试软岩填料长期路用特性的方法技术

本发明专利技术公开了一种测试软岩填料长期路用特性的方法，包括以下步骤：将试料分成22份；其中6份试料做击实试验，对求取96％最大干密度及对应的含水率制作供干湿循环试验的四组试件；对四组试件分别进行0、1、3、5次干湿循环；对四组试件分别进行贯入试验获得各个试件的CBR2.5和CBR5，并根据同组试件的CBR2.5和CBR5获得该组试件的承载比。本发明专利技术可用于研究不同干湿循环次数下软岩试件的力学性能指标，以此来反映干湿循环条件下软岩强度及弹性变形能力的变化规律。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料的承载能力和变形能力检测领域，具体涉及一种测试软岩填料长期路用特性的方法，适用于研究软岩填料在不同干湿循环条件下的强度和弹性变形能力变化规律。
技术介绍
软岩是指强度低、胶结程度差、遇水易崩解软岩、受风化作用影响显著的软弱岩石，其饱和单轴抗压强度Rb≤30MPa。代表性岩石有泥岩、页岩、泥质粉砂岩、泥质灰岩、泥质砾岩、片岩、千枚岩、板岩、凝灰岩等。采用此类填料填筑的路基，经多年运行后，在交通循环荷载作用和自然条件下产生严重路基病害，如基床翻浆冒泥、路基沉陷、边坡塌坍等，导致路基结构状态恶化和维修工程量增加。因此长久以来，此类填料在铁路、公路中的应用受到限制。近些年来，随着公路和铁路工程向山区的不断延伸和发展，受工程造价、山区复杂地形和区域地质条件等因素制约，一般只能采取因地制宜、就地取材的方式，以挖方路段和隧道爆破开挖产生的开挖料来填筑路堤，软岩填料的合理评价与利用问题日益显得突出。CBR(加州承载比)试验起源于美国加利福利亚州，所测的CBR值可在一定程度上反映压密土体局部抗剪强度并将被用于软岩填料的路用性能评价。土基回弹模量试验是路基路面设计的重要力学参数之一，表征土基弹性变形能力，其取值将直接影响到路面结构层的设计。CBR试验和回弹模量试验均适用于室内和室外，在国内外应用广泛并取得了许多研究成果，现行试验研究中针对不同的土质条件对这些试验装置和试验标准做了一些相应的改进，比如CBR试验试筒设置侧向留孔模拟侧向浸湿过程等，但是这些仍不能充分反映出随着时间推移，气象持续变化所引起填料强度的变化规律。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种测试软岩填料长期路用特性的方法，弥补现有CBR和回弹模量试验的不足，充分有效地反映随着时间推移，气象持续变化所引起填料强度和变形能力的变化规律。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术措施：一种测试软岩填料长期路用特性的方法，包括以下步骤：步骤1、备料:筛除试料中粒径大于40mm的颗粒，将已过筛的试料依次用四分
法分成22份，取出6份试料做击实试验，在为击实试验准备的6份试料中分别加入不同水分，6份试料中的含水率按初始设定的含水率增量递增，拌匀后闷料一夜备用，步骤2、击实试验:用步骤1备好的6份试料做击实试验，每个试料分为三小份并分3层击实后获得试件，击实试验后测量每个试件中心的含水率，根据测量的每个试件中心的含水率计算对应的干密度，以干密度为纵坐标，以含水率为横坐标，在坐标中标记各个试件点，试件点在坐标中的横坐标值为试件在步骤1中设定的含水率，试件在坐标中的纵坐标值为试件在击实试验后测量的干密度，连接各个试件点获得击实试验后的试件的干密度与试件对应的试料的初始设定的含水率的关系曲线，关系曲线上峰值点对应的纵坐标即为最大干密度，峰值点对应的横坐标即为最佳含水率，用插值法在关系曲线上求得96％最大干密度对应的含水率，将步骤1中剩余的16份试料按照求取的96％最大干密度以及在关系曲线上对应的含水率制作供干湿循环试验的16个试件，供干湿循环试验的16个试件4个一组分为A组试件、B组试件、C组试件和D组试件，步骤3、干湿循环：对A组试件进行0次干湿循环得到A组干湿循环试件，对B组试件进行1次干湿循环得到B组干湿循环试件，对C组试件进行3次干湿循环得到C组干湿循环试件，对D组试件进行5次干湿循环得到D组干湿循环试件，步骤4、贯入试验：将准备好的A组、B组、C组、D组的各个干湿循环试件依次分别放到手摇测力计式载荷装置的升降台上，使手摇测力计式载荷装置的贯入杆与试件顶面全面接触，先在贯入杆上施加预定贯入压力，然后将手摇测力计式载荷装置中的测贯入压力和测试件变形的百分表的指针调零，加荷使贯入杆以1～1.25mm/min的速度压入试件，贯入杆总贯入量l超过7mm，将测贯入压力的百分表的读数换算为贯入压强P，记录贯入压强P的选定整读数时贯入量l，在贯入量l达到250×10-2mm时，最少已记录5组贯入压强P-贯入量l数据，步骤5、以贯入压强P为横坐标，贯入量l为纵坐标，绘制每个试件的P-l关系曲线，从P-l关系曲线上读取每个试件在贯入量l为2.5mm和5mm时所对应的贯入压强P2.5和P5，步骤6、用公式CBR2.5＝(P2.5/7000)×100％计算每个试件在贯入量l为2.5mm时的承载比，用公式CBR5＝(P5/10500)×100％计算每个试件在贯入量l为5mm时的承载比，CBR2.5和CBR5分别为贯入量l为2.5mm和5mm时的试件的承载比，步骤7、比较每组中的各个试件在贯入量l为5mm时的承载比CBR5与贯入量
l为2.5mm时的承载比CBR2.5：若同组的四个试件的CBR2.5大于CBR5，则舍去同组中四个试件中CBR2.5中偏差大的一个试件，取同组中剩余三个试件CBR2.5的平均值作为本组试件的承载比，若同组的三个试件的CBR2.5大于CBR5，则舍去同组中CBR5大于CBR2.5的试件，取同组中剩余三个试件CBR2.5的平均值作为本组试件的承载比，若同组的两个试件的CBR2.5大于CBR5，则舍去同组中CBR2.5大于CBR5的两个试件，取同组中剩余两个试件CBR5的平均值作为本组试件的承载比，若同组的一个试件的CBR2.5大于CBR5，则舍去同组中CBR2.5大于CBR5的一个试件，取同组中剩余三个试件CBR5的平均值作为本组试件的承载比，若同组的四个试件的CBR5大于CBR2.5，则舍去同组中四个CBR5中偏差大的一个试件，取同组中剩余三个试件CBR5的平均值作为本组试件的承载比。如上所述步骤2中每个试料分为三小份并分3层击实后获得试件包括以下步骤：将一份试料分为三小份，将垫块放入试筒底部，在垫块上放一张圆形滤纸，在试筒内放入第一小份试料进行第一层击实后，将第一小份试料的上端面拉毛，然后再次放入第二小份试料进行第二层击实，击实后，将第二小份试料的上端面拉毛，最后放入第三小份试料进行第三层击实。如上所述步骤3包括以下步骤：步骤3.1、将A组试件制备完成后让A组试件底部浸水，使试件在毛细作用下饱和，然后逐步升高水位直至试件全部浸入水面以下为止，让试件在水下浸泡4天后，完成浸水饱和过程，获得A组干湿循环试件，步骤3.2、将B组试件制备完成后让B组试件底部浸水，使试件在毛细作用下饱和，然后逐步升高水位直至试件全部浸入水面以下为止，让试件在水下浸泡4天后，完成浸水饱和过程；干湿循环步骤：浸水饱和后将试件从水中取出，放入电烘箱中烘干，完成失水过程，烘干时长定为12h，然后让试件底部浸水，使试件在毛细作用下饱和，然后逐步升高水位直至试件全部浸入水面以下为止，让试件在水下浸泡4天后，完成浸水饱和过程，获得B组干湿循环试件，步骤3.3、将C组试件制备完成后让C组试件底部浸水，使试件在毛细作用下饱和，然后逐步升高水位直至试件全部浸入水面以下为止，让试件在水下浸泡4天后，完成浸水饱和过程；重复步骤3.2的干湿循环步骤3次，获得C组干湿循环试件，步骤3.4、将D组试件制备完成后让D组试件底部浸水，使试件在毛细作用下
饱和，然后逐步升高水位直至试件全部浸入水面以下为止，让试件在水下浸泡4天后，完成浸水饱和过程；重复步骤3.2的干湿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试软岩填料长期路用特性的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、备料:筛除试料中粒径大于40mm的颗粒，将已过筛的试料依次用四分法分成22份，取出6份试料做击实试验，在为击实试验准备的6份试料中分别加入不同水分，6份试料中的含水率按初始设定的含水率增量递增，拌匀后闷料一夜备用，步骤2、击实试验:用步骤1备好的6份试料做击实试验，每个试料分为三小份并分3层击实后获得试件，击实试验后测量每个试件中心的含水率，根据测量的每个试件中心的含水率计算对应的干密度，以干密度为纵坐标，以含水率为横坐标，在坐标中标记各个试件点，试件点在坐标中的横坐标值为试件在步骤1中设定的含水率，试件在坐标中的纵坐标值为试件在击实试验后测量的干密度，连接各个试件点获得击实试验后的试件的干密度与试件对应的试料的初始设定的含水率的关系曲线，关系曲线上峰值点对应的纵坐标即为最大干密度，峰值点对应的横坐标即为最佳含水率，用插值法在关系曲线上求得96％最大干密度对应的含水率，将步骤1中剩余的16份试料按照求取的96％最大干密度以及在关系曲线上对应的含水率制作供干湿循环试验的16个试件，供干湿循环试验的16个试件4个一组分为A组试件、B组试件、C组试件和D组试件，步骤3、干湿循环：对A组试件进行0次干湿循环得到A组干湿循环试件，对B组试件进行1次干湿循环得到B组干湿循环试件，对C组试件进行3次干湿循环得到C组干湿循环试件，对D组试件进行5次干湿循环得到D组干湿循环试件，步骤4、贯入试验：将准备好的A组、B组、C组、D组的各个干湿循环试件依次分别放到手摇测力计式载荷装置的升降台上，使手摇测力计式载荷装置的贯入杆与试件顶面全面接触，先在贯入杆上施加预定贯入压力，然后将手摇测力计式载荷装置中的测贯入压力和测试件变形的百分表的指针调零，加荷使贯入杆以1～1.25mm/min的速度压入试件，贯入杆总贯入量l超过7mm，将测贯入压力的百分表的读数换算为贯入压强P，记录贯入压强P的选定整读数时贯入量l，在贯入量l达到250×10‑2mm时，最少已记录5组贯入压强P‑贯入量l数据，步骤5、以贯入压强P为横坐标，贯入量l为纵坐标，绘制每个试件的P‑l关系曲线，从P‑l关系曲线上读取每个试件在贯入量l为2.5mm和5mm时所对应的贯入压强P2.5和P5，步骤6、用公式CBR2.5＝(P2.5/7000)×100％计算每个试件在贯入量l为2.5mm时的承载比，用公式CBR5＝(P5/10500)×100％计算每个试件在贯入量l为5mm时的承载比，CBR2.5和CBR5分别为贯入量l为2.5mm和5mm时的试件的承载比，步骤7、比较每组中的各个试件在贯入量l为5mm时的承载比CBR5与贯入量l为2.5mm时的承载比CBR2.5：若同组的四个试件的CBR2.5大于CBR5，则舍去同组中四个试件中CBR2.5中偏差大的一个试件，取同组中剩余三个试件CBR2.5的平均值作为本组试件的承载比，若同组的三个试件的CBR2.5大于CBR5，则舍去同组中CBR5大于CBR2.5的试件，取同组中剩余三个试件CBR2.5的平均值作为本组试件的承载比，若同组的两个试件的CBR2.5大于CBR5，则舍去同组中CBR2.5大于CBR5的两个试件，取同组中剩余两个试件CBR5的平均值作为本组试件的承载比，若同组的一个试件的CBR2.5大于CBR5，则舍去同组中CBR2.5大于CBR5的一个试件，取同组中剩余三个试件CBR5的平均值作为本组试件的承载比，若同组的四个试件的CBR5大于CBR2.5，则舍去同组中四个CBR5中偏差大的一个试件，取同组中剩余三个试件CBR5的平均值作为本组试件的承载比。...

【技术特征摘要】
1.一种测试软岩填料长期路用特性的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、备料:筛除试料中粒径大于40mm的颗粒，将已过筛的试料依次用四分法分成22份，取出6份试料做击实试验，在为击实试验准备的6份试料中分别加入不同水分，6份试料中的含水率按初始设定的含水率增量递增，拌匀后闷料一夜备用，步骤2、击实试验:用步骤1备好的6份试料做击实试验，每个试料分为三小份并分3层击实后获得试件，击实试验后测量每个试件中心的含水率，根据测量的每个试件中心的含水率计算对应的干密度，以干密度为纵坐标，以含水率为横坐标，在坐标中标记各个试件点，试件点在坐标中的横坐标值为试件在步骤1中设定的含水率，试件在坐标中的纵坐标值为试件在击实试验后测量的干密度，连接各个试件点获得击实试验后的试件的干密度与试件对应的试料的初始设定的含水率的关系曲线，关系曲线上峰值点对应的纵坐标即为最大干密度，峰值点对应的横坐标即为最佳含水率，用插值法在关系曲线上求得96％最大干密度对应的含水率，将步骤1中剩余的16份试料按照求取的96％最大干密度以及在关系曲线上对应的含水率制作供干湿循环试验的16个试件，供干湿循环试验的16个试件4个一组分为A组试件、B组试件、C组试件和D组试件，步骤3、干湿循环：对A组试件进行0次干湿循环得到A组干湿循环试件，对B组试件进行1次干湿循环得到B组干湿循环试件，对C组试件进行3次干湿循环得到C组干湿循环试件，对D组试件进行5次干湿循环得到D组干湿循环试件，步骤4、贯入试验：将准备好的A组、B组、C组、D组的各个干湿循环试件依次分别放到手摇测力计式载荷装置的升降台上，使手摇测力计式载荷装置的贯入杆与试件顶面全面接触，先在贯入杆上施加预定贯入压力，然后将手摇测力计式载荷装置中的测贯入压力和测试件变形的百分表的指针调零，加荷使贯入杆以1～1.25mm/min的速度压入试件，贯入杆总贯入量l超过7mm，将测贯入压力的百分表的读数换算为贯入压强P，记录贯入压强P的选定整读数时贯入量l，在贯入量l达到250×10-2mm时，最少已记录5组贯入压强P-贯入量l数据，步骤5、以贯入压强P为横坐标，贯入量l为纵坐标，绘制每个试件的P-l关系曲线，从P-l关系曲线上读取每个试件在贯入量l为2.5mm和5mm时所对应的
\t贯入压强P2.5和P5，步骤6、用公式CBR2.5＝(P2.5/7000)×100％计算每个试件在贯入量l为2.5mm时的承载比，用公式CBR5＝(P5/10500)×100％计算每个试件在贯入量l为5mm时的承载比，CBR2.5和CBR5分别为贯入量l为2.5mm和5mm时的试件的承载比，步骤7、比较每组中的各个试件在贯入量l为5mm时的承载比CBR5与贯入量l为2.5mm时的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静波，吴万平，阮艳彬，姚海林，冉小兵，何斌，王云，卢正，詹永祥，吕岩松，陈羽，谢松林，张晶，段亚茹，
申请(专利权)人：中交第二公路勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42