专利名称：一种作为回填料的混合轻量土的强度确定方法
技术领域：
本发明涉及一种作为回填料的混合轻量土强度的确定方法，适用于道路加宽、道路填土、桥台背填土、地下工程和管线等工程中采用混合轻量土作为回填料的强度确定。属于土建技术领域。
背景技术：
混合轻量土是由原料土、固化剂、水、轻质材料等按一定比例组成，其强度可调节。对于不同的工程其需求的混合轻量土的强度也不同，如要求强度过高会使固化剂添加量过多，易造成密度过大，经济性差，不能满足轻质的要求。若要求强度过低，会使轻质材料的添加量过多，同样也不能满足工程安全的要求。目前采用的混合轻量土的强度确定方法，是根据经验确定，没有统一的依据，结果也很不可靠且成本高。因此，如何针对不同工程快速准确地确定轻量土的所需要的强度，使轻量土能够满足工程要求是当前工程界亟待解决的问题。
发明内容为解决现有方法实施成本高、随意性强、结果不可靠或不能体现特殊性的缺点，本发明提供了一种原理明确，可操作性强，成本低廉，使用效果好、便于针对不同工程中作为回填料的混合轻量土的强度确定方法。
为达到发明目的本发明采用的技术方案是一种作为回填料的混合轻量土的强度确定方法，所述方法如下(1)根据公式1σ1=Σi=inγi·hi]]>计算恒荷载作用于混合轻量土筑体上的竖向扩散应力；式1中σ1为路基及路面作用于轻量土面层的扩散应力，单位kN/m2；γi为路基及路面各层材料的重度，单位kN/m3；(材料的重度取值参见公路路基设计规范JTG D30-2004、公路水泥混凝土路面设计规范JTG D40-2002、《工路工程技术标准》JTG B01-2003)hi为路基及路面各层材料的层厚，单位m；(2)根据公式2σ2＝[P·(1+ξ)]/[(B+2·z·tanθ)(L+2·z·tanθ)]计算作用于混合轻量土筑体上面的交通荷载的竖向扩散应力；式2中σ2为交通荷载作用于轻量土面层的扩散应力，单位kN/m2；P为车轮荷载，单位kN；ξ为冲击系数(ξ＝0.1～0.5)；B为后车轮轮带宽，单位m；L为后车轮接触地长度，单位m；以上几个因素根据《工路工程技术标准》JTG B01-2003确定，取标准值；θ为荷载的应力扩散角(取值范围见表1)；z为路基及路面各层的层厚之和，单位m；(3)根据公式3Qu＝σ1·λ1+σ2·λ2，按照分项系数表达的极限状态计算得到混合轻量土需要达到的强度；式3中σ1为路基及路面作用于轻量土面层的扩散应力，单位kN/m2；
σ2为交通荷载作用于轻量土面层的扩散应力，单位kN/m2；λ1为路基及路面作用于轻量土面层的分项抗力系数(取值范围见表2)；λ2为交通荷载作用于轻量土面层的分项抗力系数(取值范围见表2)；Qu即为所述混合轻量土所要达到的强度值，单位kN/m2。
表1荷载的应力扩散角θ的取值
注对于混凝土路面，应力扩散角θ＝45°。
表2分项抗力系数的取值
本发明的有益效果主要体现在作为回填料的混合轻量土需应达到的强度要求的确定方法原理明确，可操作性强，成本低廉，使用效果好，便于针对不同工程中的混合轻量土强度确定方法，具有较大的实施价值和社会经济效益。
(四)
图1为轻量土筑体上表面路面及路基等恒荷载扩散应力图示；图2为轻量土筑体上表面交通荷载等活荷载扩散应力图示；图1、图2中，1为路基路面的厚度，2为轻量土厚度，3为路面，4为路基，5为混合轻量土，6为路面荷载，7为路基荷载，8为路基路面的扩散应力，9为交通荷载，10为交通荷载的扩散应力。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此实施例1高速公路为了减轻填土自重采用混合轻量土作为回填料，填土高度为5M。根据路面及路基设计情况可知，水泥混凝土路面厚26cm，二灰碎石层35cm，钢筋混凝土保护层厚为10cm，则路基及路面的层厚为z＝0.71m。
轻量土表面由混凝土路面(厚26cm，r1＝24kN/m3)，基层(水泥稳定碎石层厚35cm，r1＝23kN/m3)及钢筋混凝土板保护层(板厚10cm，r1＝25kN/m3)产生的自重应力为(根据步骤(1))σ1=Σi=inγi·hi=24×0.26+23×0.35+25×0.1=16.79kN/m2]]>根据步骤(2)可得到交通荷载作用于轻量土面层的扩散应力 =45.49kN/m2]]>根据步骤(3)取相应的分项系数λ1＝3；λ2＝2，可得到混合轻量土的需求强度为Qu＝σ1·λ1+σ2·λ2＝16.79×3+45.49×2＝141.35kN/m2
可知满足工程需要的轻量土强度为141.35kN/m2。经过模型试验及工程应用，采用的轻量土强度为141.35kN/m2，模型试验及工程运行较好，没有出现强度问题。
权利要求
1.一种作为回填料的混合轻量土的强度确定方法，所述方法如下(1)根据公式1σ1=Σi=inγi·hi]]>计算恒荷载作用于混合轻量土筑体上的竖向扩散应力；式1中σ1为路基及路面作用于轻量土面层的扩散应力，单位kN/m2；γi为路基及路面各层材料的重度，单位kN/m3；hi为路基及路面各层材料的层厚，单位m；(2)根据公式2σ2＝[P·(1+ξ)]/[(B+2·z·tanθ)(L+2·z·tanθ)]计算作用于混合轻量土筑体上面的交通荷载的竖向扩散应力；式2中σ2为交通荷载作用于轻量土面层的扩散应力，单位kN/m2；P为车轮荷载，单位kN；ξ为冲击系数；B为后车轮轮带宽，单位m；L为后车轮接触地长度，单位m；θ为荷载扩散角度；z为路基及路面各层的层厚之和，单位m；(3)根据公式3Qu＝σ1·λ1+σ2·λ2，按照分项系数表达的极限状态计算得到混合轻量土需要达到的强度；式3中σ1为路基及路面作用于轻量土面层的扩散应力，单位kN/m2；σ2为交通荷载作用于轻量土面层的扩散应力，单位kN/m2；λ1为路基及路面作用于轻量土面层的分项抗力系数；λ2为交通荷载作用于轻量土面层的分项抗力系数；Qu即为所述混合轻量土所要达到的强度值，单位kN/m2。
全文摘要
本发明提供了一种作为回填料的混合轻量土的强度确定方法，所述方法如下(1)根据公式文档编号E02D17/00GK101037862SQ20071006791
公开日2007年9月19日 申请日期2007年3月31日 优先权日2007年3月31日
发明者杜时贵, 罗战友 申请人:浙江建设职业技术学院