反應(yīng)模量、承載力、CBR、壓縮模量關(guān)系

　　路基承載能力采用一定應(yīng)力級位下抵抗變形的能力來表征，用于表征土基承載力的參數(shù)指標(biāo)有回彈模量、地基反應(yīng)模量和加州承載比(CBR)等。以下是小編收集整理了反應(yīng)模量、承載力、CBR、壓縮模量關(guān)系，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。

　　地基反應(yīng)模量：

　　土基回彈模量是表征彈性半空間體地基荷載與變形的關(guān)系，地基反應(yīng)模量是表征文克勒地基的變形特性。文克勒地基模型是原捷克斯洛伐克工程師文克勒。

　　(WINKLER)1876年提出的，其基本假定是地基上任一點(diǎn)的彎沉L，僅與作用于該點(diǎn)的壓力P成正比，而與相鄰點(diǎn)處的壓力無關(guān)，反映壓力與彎沉值關(guān)系的比例常數(shù)K稱為地基反應(yīng)模量，即：K=P/L（4-9）式中K——地基的反應(yīng)模量(MPA/M或MN/M3)；P——單位壓力(MPA)；L——彎沉值(M)。根據(jù)上述假定，可以把地基看作是無數(shù)彼此分開的小土柱組成的體系，或者是無數(shù)地基承載力。

　　地基承載力Fa：地基滿足變形和強(qiáng)度的條件下，單位面積所受力的最大荷載。

　　概述

　　加州承載比CBR California bearing ratio是美國加利福尼亞州提出的一種評定基層材料承載能力的試驗(yàn)方法。承載能力以材料抵抗局部荷載壓入變形的能力表征，并采用標(biāo)準(zhǔn)碎石的承載能力為標(biāo)準(zhǔn)，以相對值的百分?jǐn)?shù)表示CBR值。這種方法后來也用于評定土基的強(qiáng)度，即標(biāo)準(zhǔn)試件在貫入為2.5mm時(shí)所施加的試驗(yàn)荷載與標(biāo)準(zhǔn)碎石材料在相同貫入量時(shí)所施加的荷載之比值，以百分率在許多國家得到廣泛應(yīng)用。采用CBR法確定瀝青路面厚度，有配套的圖表，應(yīng)用十分方便，受到工程技術(shù)人員的歡迎。編輯本段測定儀器。

　　測定加州承載比(CBR)的儀具：由機(jī)架、加荷裝置、測力裝置、貫入壓頭、百分表等組成。

　　編輯本段試驗(yàn)方法

　　CBR加州承載比是評定土基及路面材料承載能力的指標(biāo)。

　　土壓縮模量 ：壓縮模量 英文名稱： modulus of compressibility 定義：土試樣在壓縮試驗(yàn)條件下，豎向應(yīng)力與豎向應(yīng)變之比。

　　土的變形模量

　　學(xué)科：工程地質(zhì)學(xué) 詞目：EV土變形模量 英文：soil deformation modulus

　　釋文：土變形模量EV是土在無側(cè)限條件下受壓時(shí)，壓應(yīng)力增量與壓應(yīng)變增量之比，土壓縮性和計(jì)算地基變形模量越大，土的壓縮性越低。變形模量常用于地基變形計(jì)算，可通過荷載試驗(yàn)。

　　bearing capacity：是指地基承擔(dān)荷載的能力。在荷載作用下，地基要產(chǎn)生變形。隨著荷載的增大，地基變形逐漸增大，初始階段地基土中應(yīng)力處在彈性平衡狀態(tài)，具有安全承載能力。當(dāng)荷載增大到地基中開始出現(xiàn)某點(diǎn)或小區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)在其某一方向平面上的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，該點(diǎn)或小區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)就發(fā)生剪切破壞而處在極限平衡狀態(tài)，土中應(yīng)力將發(fā)生重分布。這種小范圍的剪切破壞區(qū)，稱為塑性區(qū)（plastic zone）。

　　表示。由于CBR的試驗(yàn)方法簡單，設(shè)備造價(jià)低廉，應(yīng)用學(xué)科：巖石力學(xué)、土力學(xué)、巖土力學(xué)（水利）（二級學(xué)科）

　　以上內(nèi)容由全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定公布。

　　水利科技（一級學(xué)科）；單位為兆帕。是評價(jià)土工程（二級學(xué)科）；變形量的重要指標(biāo)。

　　計(jì)算求得。

　　compression modulus 物體在受三軸壓縮時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變的比值。

　　實(shí)驗(yàn)上可由應(yīng)力-應(yīng)變曲

　　互不相聯(lián)的彈簧體系，文克勒地基又可稱為稠密液體地基，地基反應(yīng)模量K相當(dāng)于液體的密度，地基反力相當(dāng)于液體的浮力。

　　文克勒地基模型由于假設(shè)簡單，K值測試方便，被廣泛采用，但這種地基模型有明顯的缺點(diǎn)，它忽略了地基中剪應(yīng)力的存在，與實(shí)際情況出入較大。

　　地基反應(yīng)模量K值，用剛性承載板試驗(yàn)測定，通過逐級加載測定相應(yīng)的總彎沉值，得到荷載-彎沉曲線，如圖4-5所示。由于土基變形的非線性特性，K值隨所了的壓力(或彎沉)而變化。為了使所確定的地基反應(yīng)模量值有代表性，通常有兩種作法：當(dāng)?shù)鼗�較軟弱時(shí)，取L=0.127CM時(shí)相對應(yīng)的壓力地基小范圍的極限平衡狀態(tài)大都可以恢復(fù)到彈性平衡狀態(tài)，地基尚能趨于穩(wěn)定，仍具有安全的承載能力。但此時(shí)地基變形稍大，必須驗(yàn)算變形的計(jì)算值不允許超過允許值。當(dāng)荷載繼續(xù)增大，地基出現(xiàn)較大范圍的塑性區(qū)時(shí)，將顯示地基承載力不足而失去穩(wěn)定。此時(shí)地基達(dá)到極限承載力。

　　編輯本段確定方法

　�。�1）原位試驗(yàn)法（in-situ

　　CBR試驗(yàn)設(shè)備有室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與室外實(shí)驗(yàn)兩種。室內(nèi)用CBR實(shí)驗(yàn)裝置，試件按路基施工的含水率及壓實(shí)度要求在試桶內(nèi)制備，在浸水過程中及壓入實(shí)驗(yàn)時(shí)，在試件頂面施加環(huán)形砝碼，其質(zhì)量應(yīng)根據(jù)預(yù)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)重力來確定。

　　CBR野外實(shí)驗(yàn)方法基本上與室內(nèi)試驗(yàn)相同，但其壓入試驗(yàn)直接在土基頂面進(jìn)行。有時(shí)，野外試驗(yàn)結(jié)果與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果不完全相同，這主要是由于土的含水率不一樣，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)，試件處于飽水狀態(tài)，；野外試驗(yàn)時(shí)，土基處于施工時(shí)的濕度狀態(tài)。所以對野外試驗(yàn)結(jié)果必須加以修正。加州承載比是早年由美國加利福尼亞州(California)提出的一種評定土基及路面材料承載能力的指標(biāo)。承載能力以材料抵抗局部荷載壓入變形的能力表征，并采用高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)碎石為標(biāo)準(zhǔn)，以它們的相對比值表示CBR值。試驗(yàn)時(shí)，用一個(gè)端部面積為19.35cm2的標(biāo)準(zhǔn)壓頭，以0.127cm/min的速度壓入土中。記錄每貫入0.254cm時(shí)的單位壓力，直至壓入深度達(dá)到1.27cm時(shí)為止。標(biāo)準(zhǔn)壓力值是用高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)碎石由試驗(yàn)求得，其值如表2-5所示。表4-5 CBR標(biāo)準(zhǔn)壓力貫入量（mm） 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5線起壓縮模量模型始段的斜率確定。徑向同性材料的壓縮模量值常與其楊氏模量值近似相等。土的壓縮模量指在側(cè)限條件下土的垂直向應(yīng)力與應(yīng)變之比，是通過室內(nèi)試驗(yàn)得到的，是判斷土的壓縮性和計(jì)算地基壓縮變形量的重要指標(biāo)之一。

　　testing method：是一種通過現(xiàn)場直接試驗(yàn)確定承載力的方法。包括（靜）載荷試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等，其中以載荷試驗(yàn)法為最可靠的基本的原位測試法。

　�。�2）理論公式法

　　P計(jì)算地基反應(yīng)模量；當(dāng)?shù)鼗�較為堅(jiān)硬時(shí)，取單位壓力P=0.反應(yīng)模量、承載力、CBR、壓縮模量關(guān)系07MPA時(shí)相對應(yīng)的彎沉值L計(jì)算地基反應(yīng)模量。

　�。╰heoretical equation標(biāo)準(zhǔn)壓力（MPa） 7.0 10.5 13.4 16.2 18.3 CBR值按式(2-27)計(jì)算： CBR=P/Ps*100 (2-27) 式中：p——對應(yīng)于某一貫入度的土基單位壓力，KPa；ps——相應(yīng)貫入度的標(biāo)準(zhǔn)壓力(見表2-5)，KPa。計(jì)算CBR值時(shí)，取貫入度為0.254cm，但是當(dāng)貫入度為0.254cm時(shí)的CBR值小于貫入度為0.508cm時(shí)的CBR值時(shí)，應(yīng)采用后者為準(zhǔn)。

　　CBR試驗(yàn)設(shè)備有室內(nèi)試驗(yàn)與室外試驗(yàn)兩種。試件按路基施工時(shí)的含水量及壓實(shí)度要求在試筒內(nèi)制備。并在加載前浸泡在水中，飽水4天。為了模擬路面結(jié)構(gòu)對土基的附加壓力，在浸水過程中，及壓入試驗(yàn)時(shí)，在試件頂面施加環(huán)形法碼，其重量應(yīng)根據(jù)預(yù)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)重量來確定。CBR值野外試驗(yàn)方法基本上與室內(nèi)試驗(yàn)相同，但其壓入試驗(yàn)直接在土基頂面進(jìn)行。有時(shí)，野外試驗(yàn)結(jié)果與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果不完全相同，這主要是由method）：是根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算的理論公式確定承載力的方法。

　�。�3）規(guī)范表格法（code table method）：是根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)指標(biāo)、現(xiàn)場測試指標(biāo)或野外鑒別指標(biāo)，通過查規(guī)范所列表格得到承載力的方法。規(guī)范不同（包括不同部門、不同行業(yè)、不同地區(qū)的規(guī)范），其承載力不會(huì)完全相同，應(yīng)用時(shí)需注意各自的使用條件。

　�。�4）當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)法（local empirical method）：是一種基于地區(qū)的使用經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行類比判斷確定承載力的方法，它是一種宏觀輔助方法。 于土壤含水量不一樣，室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)，試件處于飽水狀態(tài)；野外試驗(yàn)時(shí)，土基處于施工時(shí)的濕度狀態(tài)。所以對野外試驗(yàn)結(jié)果必須加以修正，換算成飽水狀態(tài)的CBR值。

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