测量基和路基的层刚度弯曲元技术

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1、测量基和路基的层刚度弯曲元技术XiangwuZengI,Member,ASCE,J.LudwigFigueroa,Member,ASCE,andLeiFu3摘要：基和路基土刚度是在公路建设对材料特性的重要参数。期间和al2er路面施工，这是非常重要和具有成本效益有一个可靠的技术，可以测量准确，快速地在原址基础和路基层的刚度。AASHTO标准提出新的公路设计指南要求进行这种测量。已开发一个新的现场测试技术测量土壤小应变剪切模量使用弯曲元技术。在这个方法中使用的设备，包括一双的锥硬度，每个与两个弯曲元安装，可推到基地，底基层和路基层。机能缺失发生器产生一个脉冲，用于激活发

2、射机。变送器的振动产生的横波传播通过在水平和倾斜方向的土壤，是由接收机捕获。然后从测得的剪切波速，土刚度才能确定。该技术目前的做法是基于CBR试验的土壤刚度决心相比。引言基地，底基层，路基层的刚度，在路面设计和评价是非常重要的参数。目前，使用最广泛的技术确定的刚度进行土壤样品，在实验室准备计算土壤，MR弹性模量，使用普遍接受的经验表达式加州打比（CBR）的测试。其中一个例子是在其中方法建议由AASHTO标准：MR=10340CBR（千帕）（1）有一定的限制，此方法。首先，基地，底基层，路基层的标本准备在实验室使用，土壤受到的field.1副教授，土木工程系，凯斯西保留

3、地大学，克利夫兰不同的压实程序俄亥俄州44106-7201，xxzl6@po.cwru.edu2，土木工程系教授，凯斯西保留地大学，克利夫兰，俄亥俄44106-7201，3研究生部Civit工程，凯斯西保留地大学，克利夫兰，俄亥俄44106-72013536材料特性/路面系统的建模因此，实验室标本可能已在现场压实土壤，不同的刚度。其次，它不提供工程师需要的信息，以确定是否下在现场施工的路面，路基，底基层，基地土壤的刚度满足设计要求。第三，福伦现有路面的路基，底基层，基地土壤，经过了多年的天气周期和交通负荷应用，通过自身的CBR试验不能提供一个现实的刚度测量。因此，是需

4、要发展原位，非破坏性的，准确和经济的土壤硬度测量路面工程应用.这个纸的方法，提出了一种新技术，可以衡量的基础和路基层的刚度，在施工后使用本德尔元素。装有两个德尔元素集（为波transmissionand波接收）两个小锥硬度。硬度可以推到一个正在建设中的土壤层和层的刚度，可在短时决定。对于现有的路面，有两个钻孔，可以通过路面钻，然后硬度可分为基础层推来衡量的刚度。实验装置在这项研究中用来测量土壤小应变剪切模量的实验技术德尔元素的方法，这已成为一种流行的实验近年来剪切波速测量土壤中的优势。德尔元素是压电陶瓷材料制成，其中电机励磁适用于发射机元素，它会导致机械振动，在土壤中

5、产生的横波。同样在波接收器，一个元素的机械振动导致的电力输出。因此，一个横波速度可通过测量其旅行时间和波发射器和接收器之间的距离决定。DyvikandMadshus（1985）报道的103％的顺序是由于在周围的土壤德尔元素所产生的最大剪应变，应力应变关系soils.This技术的弹性范围内已使用DyvikandMadshus（1985），ThomannHryciw（1990年），Jovicic等，如研究人员的数量。（1996年），ViggianiandAtkinson（1995年），Hryciw和Thomalm（1993），Jovicic和Coop（1998年）和Ze

6、ngand镍（1998年，1999年）来衡量砂和黏土的刚度，在近年来的实验室。图1显示了最近开发的弯管机锥硬度。发射机的振动是由电脉冲从波发生器，这是一个数字示波器同步触发。由接收器产生的电输出记录示波器，可确定的旅行时间从发射机尖到接收机的一角剪切波。然后，剪切波速计算根据旅行时间记录和一个发射器和一个接收器之间的距离提示。由于德尔的四个要素的独特的设定，小应变剪切模量，剪切面四个可以同时测量。从顶部的发射器（S1）和顶部的接收器（R1）之间的横波的旅行时间，剪切模量层的顶部附近才能确定。同样，GMAX耳底部材料特性/路面系统的建模37监测底部发射机（2美元）和底部

7、的接收器（R）。同时，底部的接收器（R）接收到P变送器（1美元）所产生的横波时，这个倾斜的剪切面的剪切模量可以推断。同样，底部发射器（$2）和顶部的接收器（R1）决定波速的基础上，对相应的剪切面的剪切模量可以得到。因此，在一个测试设置，它可以测量四个剪切面的剪切模量。由于德尔内层锥硬度的深度可以准确地测量硬度刻标志着，四架飞机的位置是准确知道。GMAX的四架飞机上测得的平均提供了一个良好的弹性刚度的土层深度的硬度测量。德尔元素可涂用环氧树脂，使他们防水，让他们在一个饱和的环境使用。同样的硬度范围内的所有电气连接，可以使放水。图1对于现有的路面德尔锥硬