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1、浅析机场道面的地基反应模量试验技术（东北煤田地质局沈阳测试研究中心110016）摘要：地基反应模量对机场跑道、滑行道的设计有着非常重要的意义，地基反应模量K值宜通过现场平板荷载试验测得。本文结合沈阳桃仙国际机场扩建工程和某通航起降点工程的现场平板荷载试验，简单介绍地基反应模量试验及计算方法。关键词：原理反应模量试验方法1、引言机场道面通常是按照机场主要飞机的最大起飞重量进行设计，若飞机的荷载超过道面的允许承载力，道面就会产生过大的变形而导致破坏，影响机场的正常使用和起降安全。道面在长久的使用过程中由于受各种不同类型飞机的升降及滑行，加之砼本
2、身的特性变化，气候、环境等不同因素影响，地基状况等都会发生变化，进而影响道面的承载力。地基反应模量参数K的识别大都采用文克勒弹性地基板理论，在数学上计算比较简单方便也能较好的反映地基的实际工作状态，在机场道面力学计算中得到广泛的应用。2、原理地基反应模量是表征文克勒地基的变形特性，是原捷克斯洛伐克工程师（Winkler）于1876年提出的，基本假定是：地基上任一点的弯沉L，仅与作用于该点的压力P成正比，而与相邻点的压力无关，压力与弯沉值关系的比例常数k称为地基反应模量。根据上述假定，可把地基看作是无数彼此分开的小土柱组成的体系，或者是无数互
3、不相联的弹簧体系。文克勒地基又可称为稠密液体地基，地基反应模量K相当于液体的密度，地基反力相当于液体的浮力。模型由于假设简单，K值测试方便，被广泛采用。我国过去在机场道面设计中一直采用地基反应模量。3、设备装置及加载方法1）设备装置承载板：直径750mm载重系统：重物及反力装置加荷系统：千斤顶(＞20吨)、压力表或测力环位移测量：贝克曼梁、百分表试验装置采用堆载平台反力装置,加载装置用油压千斤顶,承载板用4～5层圆钢板,最下面的承载板(与地基土直接接触)用厚28mm,直径为750mm的圆钢板,上叠板(3～4块)用直径范围为450mm～600
4、mm,厚25mm～30mm的钢板。各级加载量用油压千斤顶上的压力表控制,承载板的沉降量用百分表观测。2）加载方法现场试验共分5级加载，由主梁、工字钢、重物反力装置组成，荷载值通过压力表测量，基板沉降则通过布置于承载板表面的贝克曼梁的位移百分表测得，所有百分表均用磁性表座固定于基准梁上。4试验方法1）试验基坑的开挖在测点位置上开挖试验基坑,基坑宽为2.5m,长为2.5～4.5m,深度为0.55m～0.90m,一般挖入试验目的层0.15～0.50m。在基坑中部放置承载板的位置用铲或刮刀铲至水平,以便平稳放置各试验的承载板。2）试验方法在已铲至水
5、平的土基表面均匀铺细砂少许找平,将大承载板安放平稳并左右转动半周,再用水平尺校正,同时用垂球检查平台荷载重心是否对准大承载板中心,然后在大承载板上从大到小叠置3～4块不同直径的厚钢板,各承载板的中心对齐。接着安置千斤顶,设置基准桩和基准梁,最后把3个百分表按120°交角安装在最下层的大承载板上。安装完毕后,用15.4kN荷载预压1～2次,使承载板紧贴土基表面。卸载后调表对零,然后分级加载,每级加载后120min读取沉降值。加载分级为:0.0→0.034→0.069→0.103→0.137→0.172→0.206（单位：Mpa）。5、试验资料
6、整理5.1根据测试结果绘制P～S曲线图5.2地基土反应模量的计算1)土基反应模量的计算为使所确定的地基反应模量值有代表性，通常有两种作法：当地基较软弱时，取L=0.127cm时相对应的压力P计算地基反应模量；当地基较为坚硬时，取单位压力P=0.07MPa时相对应的弯沉值L计算地基反应模量。飞行区内各试验点土质以粉质粘土为主,因此土基反应模量按一般的地基土计算,计算式如下:Ku=PB/0.00127式中:Ku―现场测得的土基反应模量(MN/m3)PB―承载板下沉量为0.127cm时所对应的单位面积压力(Mpa),PB值在P～S曲线上量取。2)
7、对土基反应模量值的修正由于浅部土层受气候影响较大,旱季地下水位低,含水量较小,雨季地下水位高,含水量大。为确保工程安全宜采用最不利情况(饱和状态)下的反应模量值,修正方法如下:K0=d?Ku/du式中:K0―修正的土基反应模量(MN/m3);d―现场原状试样在0.07MPa压力下的下沉值(cm)du―现场原状试样浸水饱和后在0.07MPa压力下的下沉值(cm)6、工程实例6.1沈阳桃仙国际机场机坪扩建工程对以上结果分析看出，地基土反应模量的高低与土的含水量、物质成分等有密切关系。同一土质，随着土中含水量的增加，反应模量K值逐渐降低，当土中含
8、有砂粒时，土基反应模量K值明显增大。如果反应模量K值离散性较大，说明该土场土质不均匀。7、结语通过工程实例分析，地基土反应模量的高低与土的含水量、物质成分等有密切关系，这就要求在
