土工格柵加筋碎石土動(dòng)回彈模量及預(yù)估模型試驗(yàn)研究

張航　周志剛　韓健

摘 要：加筋土路基動(dòng)回彈模量是加筋土技術(shù)在道路工程中的重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。利用動(dòng)三軸儀對(duì)土工格柵加筋碎石土進(jìn)行動(dòng)回彈模量試驗(yàn)，對(duì)比分析了含水率、加筋方式、剪切及側(cè)限影響表征量對(duì)動(dòng)回彈模量的影響規(guī)律，并回歸分析了動(dòng)回彈模量預(yù)估模型參數(shù)。研究結(jié)果表明：加筋土的動(dòng)回彈模量隨著含水率的提高而降低;土工格柵應(yīng)布設(shè)在土體中的水平剪切變形層位，增加加筋層數(shù)或減少層間距，對(duì)提高動(dòng)回彈模量的效果明顯;在其他條件不變時(shí)，動(dòng)回彈模量隨剪切和側(cè)限影響表征量的增大而增大;NCHRP 1-28A模型參數(shù)的回歸結(jié)果比較理想，該模型可用于對(duì)土工格柵加筋土動(dòng)回彈模量的預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵詞：土工格柵;碎石土;動(dòng)回彈模量;預(yù)估模型

中圖分類號(hào)：TU411.3;U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-6717（2022）04-0052-08

Experimental analysis on dynamic resilience modulus and prediction model of geogrid reinforced gravel soil

ZHANG Hang1， ZHOU Zhigang2， HAN Jian2

（1. Road & Bridge International Co. Ltd.， Beijing 100027， P. R. China; 2. Key Laboratory of Road Structure and Material of Communication Industry， Changsha University of Science and Technology， Changsha 410004， P. R. China）

Abstract： The dynamic resilience modulus of reinforced subgrade is an important design index of reinforced soil techniques in road engineering.In this paper， the dynamic resilience modulus test of geogrid-reinforced gravel soil was carried out by dynamic triaxial apparatus， and the influence pattern of water content， reinforcement mode， the shear and lateral influence characterization in the dynamic resilience modulus were comparatively analyzed.The prediction model parameters for dynamic resilience modulus were analyzed by regression. Experimental results showed that the dynamic resilience modulus of reinforced soil reduced with increase of moisture content.The geogrid should be laid in the horizontal shear deformation layer in the soil， the dynamic resilience modulus could be considerably improved by increasing the number of reinforcement layers or reducing the spacing of layers.When other conditions remained unchanged， the dynamic resilience modulus increased with the increase of shear and lateral influence characterization. The parameter regression results of the NCHRP 1-28A model were satisfactory， the model could be used to predict the dynamic resilience modulus of geogrid-reinforced reinforced soil.

Keywords：geogrid; gravel soil; dynamic resilience modulus; prediction model

在現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中，路基土的動(dòng)回彈模量是重要的設(shè)計(jì)參數(shù)[1]。動(dòng)回彈模量是指路基土體在動(dòng)態(tài)荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力與其相應(yīng)的回彈應(yīng)變的比值，表示路基在彈性變形階段內(nèi)，在垂直荷載作用下抵抗豎向變形的能力。同時(shí)，加筋土技術(shù)因其適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好以及生態(tài)環(huán)保的特點(diǎn)，在許多現(xiàn)代道路工程中得到較為廣泛的應(yīng)用。諸多學(xué)者通過室內(nèi)外試驗(yàn)研究表明，在路基中布設(shè)土工格柵之類的加筋材料有助于提高其回彈模量。如胡幼常等[2]利用強(qiáng)度儀法測(cè)定了摻砂黃土和土工格柵加筋黃土試樣的回彈模量，結(jié)果表明，兩種方法都能明顯提高黃土的回彈模量，同時(shí)使用效果更佳;Abu-Farsakh等[3]開展了承載板試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)土工合成材料能使路面基層回彈模量顯著提高;Kravchenko等[4]通過不排水三軸壓縮試驗(yàn)，證明加筋試樣的回彈模量要高于未加筋試樣;羅正東等[5]研究了竹筋格柵加筋路基的承載變形機(jī)理，發(fā)現(xiàn)加筋能有效控制挖填路基的變形，對(duì)回彈模量提高產(chǎn)生一定的促進(jìn)作用。

然而，上述方法均屬于對(duì)土基靜態(tài)回彈模量的研究，但路面上交通車輛對(duì)其施加的力都是動(dòng)態(tài)的，所以對(duì)路基動(dòng)回彈模量的研究意義更為重大，因此，學(xué)者們通過動(dòng)三軸試驗(yàn)進(jìn)行了更深入的探討。如Fardad Amini等[6]利用循環(huán)三軸試驗(yàn)，基于能量法發(fā)現(xiàn)纖維加筋使砂土具有更高的循環(huán)抗剪能力;孫磊[7]針對(duì)路基軟黏土開展循環(huán)動(dòng)三軸加載試驗(yàn)，討論了長(zhǎng)期交通荷載下路基土回彈模量隨動(dòng)應(yīng)力比的變化情況;楊果岳等[8]采用GDS振動(dòng)三軸儀進(jìn)行試驗(yàn)，得到了不同因素對(duì)超固結(jié)重塑紅黏土動(dòng)彈性模量的影響規(guī)律;劉維正等[9]通過路基土的動(dòng)三軸試驗(yàn)，研究了含水率、壓實(shí)度等對(duì)動(dòng)回彈模量的影響。但是，動(dòng)三軸試驗(yàn)中針對(duì)土工格柵加筋材料的討論還有所欠缺，需要更加系統(tǒng)全面的研究。同時(shí)，在中國(guó)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范中指出，路基的動(dòng)回彈模量由CBR強(qiáng)度通過經(jīng)驗(yàn)公式換算得來[10]，但由此得到的動(dòng)回彈模量往往誤差較大，并且精度不是很高。

筆者利用土工試驗(yàn)動(dòng)三軸系統(tǒng)，通過對(duì)不同含水率、加筋方式以及圍壓下的土工格柵加筋碎石土試件進(jìn)行動(dòng)三軸試驗(yàn)，測(cè)試動(dòng)回彈模量，探究其影響因素和變化規(guī)律，并提出相應(yīng)的土工格柵加筋碎石土動(dòng)回彈模量的預(yù)估方法，為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)確定路基土動(dòng)回彈模量提供理論參考。

1 動(dòng)三軸試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1）筋材

加筋材料為湖北力特土工合成材料有限公司生產(chǎn)的高密度聚乙烯土工格柵RS90PE。參照新的土工格柵國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，采取窄條拉伸方式，使用多功能材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行性能測(cè)試[11]。其試驗(yàn)得到的物理力學(xué)指標(biāo)如表1所示。

2）填料

加筋土所用試驗(yàn)土的碎石含量約為63%，碎石粒徑主要集中在5～20 mm之間。通過顆粒組成統(tǒng)計(jì)可知，該碎石土屬于礫類土，d10=1.74、d30=4.58、d60=9.66，計(jì)算可得碎石土的不均勻系數(shù)Cu=5.56>5、Cc=1.25。所以，該碎石土易壓密，級(jí)配良好。通過擊實(shí)試驗(yàn)得到試驗(yàn)用碎石土的最佳含水量約為7.1%，最大干密度約為2.12 g/cm3。

1.2 試驗(yàn)方案

Seed等[12]在引入動(dòng)回彈模量這一概念時(shí)，建議采用重復(fù)加載動(dòng)三軸試驗(yàn)確定動(dòng)回彈模量的值，并制定了相關(guān)的試驗(yàn)方法。在動(dòng)三軸試驗(yàn)中，測(cè)定動(dòng)回彈模量的方法是在一定的圍壓下對(duì)試件施加軸向動(dòng)應(yīng)力，循環(huán)施加至一定次數(shù)后，當(dāng)動(dòng)應(yīng)變趨于穩(wěn)定時(shí)測(cè)定最后幾次的值來確定動(dòng)回彈模量。

1）加載序列的確定

在用動(dòng)三軸試驗(yàn)測(cè)定動(dòng)回彈模量時(shí)需要確定試驗(yàn)加載序列。陳聲凱等[13]在2006年建立了動(dòng)三軸加載序列。對(duì)于碎石土之類的材料，所施加的動(dòng)應(yīng)力幅值應(yīng)由小依次增大進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于土工格柵加筋碎石土動(dòng)回彈模量的試驗(yàn)，其加載序列參考陳聲凱等建立的加載序列，圍壓分別取50、100、150 kPa。具體加載序列情況如表2所示。

在正式加載前先預(yù)加載，考慮到路基在施工期承受的荷載比運(yùn)營(yíng)期高很多，所以室內(nèi)模擬試驗(yàn)的預(yù)加載比正式加載更嚴(yán)格。其他國(guó)家推薦的預(yù)加載次數(shù)為500～2 000次[14]，因此，試驗(yàn)預(yù)加載次數(shù)選取最大值2 000次。

2）加載波形的確定

試驗(yàn)循環(huán)動(dòng)荷載的加載波形選擇半正弦波，加載頻率為1 Hz。在一個(gè)周期內(nèi)，參照路面材料動(dòng)三軸試驗(yàn)時(shí)加載0.1 s、間歇0.9 s的做法，考慮車輪荷載經(jīng)過數(shù)十厘米厚的路面結(jié)構(gòu)傳遞至路基頂面時(shí)影響范圍更大，路基土受荷時(shí)間延長(zhǎng)，故加載時(shí)間選為0.2 s，間歇時(shí)間選為0.8 s。

3）含水率的確定

研究表明，在給定的自然條件下，道路在運(yùn)營(yíng)期內(nèi)其路基的含水率會(huì)從最佳含水率逐漸增大，并最終在與當(dāng)?shù)丨h(huán)境相適應(yīng)的平衡含水率附近波動(dòng)。Quintus等[15]通過對(duì)137條運(yùn)營(yíng)期道路路基含水率的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)路基的含水率介于最佳含水率和150%最佳含水率之間。因此，試驗(yàn)的含水率定為100%最佳含水率、115%最佳含水率、130%最佳含水率。

4）加筋方式的確定

試驗(yàn)試件為圓柱形，試驗(yàn)加筋方式分為不加筋、加一層筋、加兩層筋。其中，加一層筋時(shí)土工格柵放置于試件截面中心位置，加兩層筋時(shí)土工格柵分別放置于距試件頂面和底面50 mm處。具體加筋方式如圖1所示。

1.3 試驗(yàn)過程

1）試驗(yàn)儀器

在動(dòng)三軸試驗(yàn)中，試件采用靜壓成型，主要成型設(shè)備包括定制的對(duì)開模具和萬能靜壓儀。試驗(yàn)加載系統(tǒng)采用深圳Reger公司定制的土工試驗(yàn)動(dòng)三軸系統(tǒng)，該土工試驗(yàn)動(dòng)三軸系統(tǒng)主要包括三大部分，分別是控制和數(shù)據(jù)采集軟件系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和圍壓應(yīng)力提供系統(tǒng)。

2）試樣制備

試件采用萬能靜壓儀分層靜壓成型。每層填料的質(zhì)量根據(jù)所取得的壓實(shí)度控制。由壓實(shí)度、干密度及試件的體積計(jì)算出所需的碎石土質(zhì)量，試件分5層進(jìn)行壓實(shí)，每一層的質(zhì)量一致，壓實(shí)厚度一致，保證試件壓實(shí)度均勻，試件最后一層靜壓結(jié)束后以恒載靜壓5 min。注意在壓實(shí)過程中，每層壓實(shí)完成后用鏟刀將碎石土表面劃槽。為了避免試件斷裂，選擇用專門尺寸的脫模機(jī)進(jìn)行脫模。若脫模后不能及時(shí)用于試驗(yàn)，則先用塑料保鮮膜包裹好，防止水分蒸發(fā)。

3）試驗(yàn)操作基本步驟

安裝試件，保證套好橡皮膜的試件置于三軸室中間位置，并插入傳力桿，完成注水。通過圍壓控制器施加目標(biāo)圍壓，當(dāng)圍壓穩(wěn)定后，再施加10 N的接觸應(yīng)力，接著選擇加載次數(shù)和加載序列，進(jìn)行加載試驗(yàn)。所有序列加載完畢后，依次抬起加載器，拔掉輸水管，擰開排水閥，取出傳力桿。待三軸室內(nèi)部的水全部排出后，用扳手?jǐn)Q開螺絲，取下玻璃罩，取出試件，去除套在試件表面的橡膠膜，然后觀察試件是否有明顯的進(jìn)水現(xiàn)象，如果進(jìn)水比較明顯則認(rèn)為該次試驗(yàn)失敗，應(yīng)該重新制備試件再進(jìn)行試驗(yàn)。

2 動(dòng)回彈模量影響因素分析

根據(jù)上述試驗(yàn)方案，每種組合工況要求3組平行試件。利用動(dòng)三軸試驗(yàn)，可以得到每組試件在重復(fù)荷載作用下變形穩(wěn)定后的重復(fù)應(yīng)力和此時(shí)的回彈應(yīng)變，兩者比值即為動(dòng)回彈模量，可按式（1）計(jì)算。

式中：MR為動(dòng)回彈模量;σd為軸向重復(fù)應(yīng)力峰值，σd=σ1-σ3，σ1、σ3分別為最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力;εR為軸向回彈應(yīng)變峰值。

對(duì)每個(gè)應(yīng)力幅值的最后10次應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)按上式進(jìn)行處理，取平均值視為當(dāng)前應(yīng)力幅值下所對(duì)應(yīng)的動(dòng)回彈模量。每組平行試驗(yàn)結(jié)果與其均值相差均應(yīng)不超過5%。

2.1 含水率對(duì)動(dòng)回彈模量的影響

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制成圖2～圖4，分析比較試件含水率對(duì)動(dòng)回彈模量的影響。

由圖2～圖4可以看出，含水率對(duì)加筋土試件動(dòng)回彈模量值的影響比較明顯。在其他條件不變時(shí)，試件含水率越高則其動(dòng)回彈模量值就越小。因?yàn)樵谒槭林泻猩倭空惩?，而其含水率越高，結(jié)合水膜厚度就越大，土顆粒之間的距離也越大，土體的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角就越小，從而導(dǎo)致土體的抗壓性能和抗剪強(qiáng)度的降低，水對(duì)土顆粒的潤(rùn)滑作用就越大。水對(duì)土工格柵與碎石土顆粒之間也有類似的影響。所以，在同一圍壓的應(yīng)力幅值下，含水率越大，試件的變形就越大，從而導(dǎo)致其動(dòng)回彈模量越小。

單獨(dú)分析試件在加兩層筋且在同一圍壓下其動(dòng)回彈模量隨含水率的變化情況。當(dāng)含水率從最佳含水率增加到130%最佳含水率時(shí)：在50 kPa圍壓下，回彈模量下降了25.31%～32.31%，平均下降29.68%;在100 kPa圍壓下，回彈模量下降了28.54%～30.14%，平均下降29.57%;在150 kPa圍壓下，回彈模量下降了32.72%～34.56%，平均下降33.91%。

2.2 加筋方式對(duì)動(dòng)回彈模量的影響

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制成圖5～圖7，分析比較試件不同加筋方式對(duì)動(dòng)回彈模量的影響。

由圖5～圖7可以看出，當(dāng)只加一層土工格柵時(shí)，試件動(dòng)回彈模量基本沒有發(fā)生變化，而當(dāng)加了兩層土工格柵時(shí)，與不加和加一層相比，動(dòng)回彈模量明顯增大。

在碎石土中加入土工格柵以后，在一定程度上會(huì)改變土體的整體剛度。在試驗(yàn)過程中，不加土工格柵和加一層土工格柵相比，動(dòng)回彈模量值差別很小，是因?yàn)樵谶M(jìn)行動(dòng)三軸試驗(yàn)時(shí)，由于試件上下結(jié)構(gòu)和荷載的對(duì)稱性，上下端部荷載傳遞至其中部時(shí)，橫截面上難以形成水平剪切錯(cuò)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)即使在試件中部埋置了土工格柵，土工格柵與碎石土粒料之間也難以形成剪切嵌鎖效應(yīng)，與未埋置土工格柵的試件受力變形狀態(tài)差別甚微，所以不加土工格柵和加一層土工格柵相比，其動(dòng)回彈模量并沒有什么變化。當(dāng)加兩層土工格柵時(shí)，即在距試件上下端面附近各加一層土工格柵，在試件端部施加的荷載傳遞至試件上下部的土工格柵位置時(shí)，產(chǎn)生了水平剪切錯(cuò)動(dòng)行為，使得土工格柵與碎石土土體之間產(chǎn)生剪切嵌鎖效應(yīng)，約束了土體側(cè)向變形，降低了軸向變形，增加了碎石土體剛度，從而導(dǎo)致在加了兩層土工格柵后，試件的動(dòng)回彈模量明顯增大。由此可見，增加加筋層數(shù)或減少層間距，有利于動(dòng)回彈模量的提高。

現(xiàn)單獨(dú)分析試件在最佳含水率且在同一圍壓下其動(dòng)回彈模量隨加筋程度的變化情況。當(dāng)試件由不加筋到加兩層筋時(shí)：在50 kPa圍壓下，回彈模量增大了35.77%～39.17%，平均增大37.60%;在100 kPa圍壓下，回彈模量增大了33.40%～34.22%，平均增大34.81%;在150 kPa圍壓下，回彈模量增大了28.62%～34.93%，平均增大31.87%。

2.3 剪切影響表征量對(duì)動(dòng)回彈模量的影響

在動(dòng)三軸測(cè)土工格柵加筋土動(dòng)回彈模量試驗(yàn)中，剪切影響表征量主要包括循環(huán)偏應(yīng)力σd和八面體剪應(yīng)力τoct，一般情況下，默認(rèn)σ2=σ3且σ1=σd+σ3，所以

由此可見，循環(huán)偏應(yīng)力對(duì)動(dòng)回彈模量的影響與八面體剪應(yīng)力一致。由圖2～圖7可以看出，當(dāng)圍壓保持在一個(gè)固定數(shù)值時(shí)，測(cè)得的動(dòng)回彈模量值隨偏應(yīng)力的增大而呈現(xiàn)非線性增大，同理，動(dòng)回彈模量也是隨八面體剪應(yīng)力的增大而呈現(xiàn)非線性增大。分析原因可知，當(dāng)圍壓保持不變時(shí)，隨著循環(huán)偏應(yīng)力的增大，試件的豎向變形也隨著增大，但由于此時(shí)豎向變形及應(yīng)變?cè)龃蟮姆敌∮谘h(huán)偏應(yīng)力增大的幅值，所以此時(shí)試件的動(dòng)回彈模量是呈現(xiàn)增大趨勢(shì)的。

單獨(dú)分析在最佳含水率且加兩層筋時(shí)，試件動(dòng)回彈模量隨循環(huán)偏應(yīng)力的變化情況。在50 kPa圍壓下，當(dāng)偏應(yīng)力由25 kPa增大到100 kPa時(shí)，回彈模量增大了3.32%～11.41%，平均增大7.08%;在100 kPa圍壓下，當(dāng)偏應(yīng)力由50 kPa增大到200 kPa時(shí)，回彈模量增大了2.50%～5.47%，平均增大3.85%;在150 kPa圍壓下，當(dāng)偏應(yīng)力由75 kPa增大到300 kPa時(shí)，回彈模量增大了2.82%～3.90%，平均增大3.47%。

2.4 側(cè)限影響表征量對(duì)動(dòng)回彈模量的影響

在動(dòng)三軸測(cè)土工格柵加筋土動(dòng)回彈模量試驗(yàn)中，側(cè)限影響表征量主要包括圍壓應(yīng)力σ3和體應(yīng)力θ，其中，體應(yīng)力又稱第一應(yīng)力不變量且θ=σ1+σ2+σ3。

根據(jù)眾多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在側(cè)限影響表征量中，體應(yīng)力θ對(duì)動(dòng)回彈模量的表征效果要好于圍壓應(yīng)力σ3。其內(nèi)在機(jī)理為：在循環(huán)偏應(yīng)力保持不變時(shí)，隨著圍壓的增加，動(dòng)回彈模量值也會(huì)隨之增加。這是因?yàn)殡S著圍壓的增大，側(cè)限作用力的增大會(huì)使試件的豎向變形減小，即應(yīng)變減小，則在循環(huán)偏應(yīng)力不變的情況下，動(dòng)回彈模量值增大。因?yàn)橐话闱闆r下默認(rèn)σ2=σ3且σ1=σd+σ3，所以經(jīng)過化簡(jiǎn)后體應(yīng)力θ=3σ3+σd，由此可見，體應(yīng)力θ不僅考慮圍壓應(yīng)力對(duì)動(dòng)回彈模量的影響，還考慮了循環(huán)偏應(yīng)力變化帶來的影響，故體應(yīng)力θ能更好地表征動(dòng)回彈模量的變化，其是具有普適性的。在分析體應(yīng)力對(duì)動(dòng)回彈模量的影響時(shí)，分別考慮試件在不加筋、加一層筋和加兩層筋時(shí)，其動(dòng)回彈模量隨體應(yīng)力的變化情況，整理數(shù)據(jù)，繪制成圖8～圖10。

從上圖可以看出，在同一圍壓、同一含水率下，加筋土試件的動(dòng)回彈模量是隨著體應(yīng)力的增大而增大的。其增大情況與同一圍壓、同一含水率下，加筋土試件的動(dòng)回彈模量隨著偏應(yīng)力的增大情況保持一致。

3 動(dòng)回彈模量預(yù)估模型研究

為了提供路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)所需的路基動(dòng)回彈模量的確定方法，選用NCHRP 1-28A推薦的模量預(yù)估模型（見式（3）），NCHRP 1-28A模型既考慮了剪切影響表征量對(duì)動(dòng)回彈模量的影響，也考慮了側(cè)限影響表征量對(duì)動(dòng)回彈模量的影響，可以更加全面地反映各種應(yīng)力對(duì)動(dòng)回彈模量的影響，并且美國(guó)國(guó)有公路運(yùn)輸管理協(xié)會(huì)也推薦使用該模型進(jìn)行回歸[16]。針對(duì)不同加筋方式、不同含水率下的碎石土動(dòng)回彈模量試驗(yàn)結(jié)果，利用Origin軟件的多元非線性回歸分析進(jìn)行處理，得到相應(yīng)的模型參數(shù)值，如表3所示。

式中：Pa為大氣氣壓，一般取100 kPa;θ為第一應(yīng)力不變量;τoct為八面體剪應(yīng)力;k1、k2、k3為回歸參數(shù)。

回歸擬合結(jié)果的好壞通常用相關(guān)系數(shù)R2來表示，當(dāng)?shù)玫降腞2接近于1時(shí)表示擬合結(jié)果較好。從上表可以看出，動(dòng)三軸試驗(yàn)經(jīng)數(shù)據(jù)回歸后得到的相關(guān)系數(shù)R2比較接近于1，說明NCHRP 1-28A模型具有較高的合理性。具體分析上表中的模型參數(shù)值時(shí)可以發(fā)現(xiàn)：k1值的規(guī)律性比較強(qiáng)，當(dāng)試件的加筋方式保持不變時(shí)，其值隨著含水率的增加而減小，并且由100%最佳含水率到115%最佳含水率的減小幅度較大;k2值也具有一定的規(guī)律性，當(dāng)試件的加筋方式保持不變時(shí)，其值隨著含水率的增加呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì);整體來看，k3值的規(guī)律性并不強(qiáng)，之前k3的經(jīng)驗(yàn)值往往為負(fù)值，但試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸出來的k3為正值，這可能跟材料本身的性能有關(guān)，因?yàn)樗槭猎嚰诎l(fā)生塑性變形后易發(fā)生應(yīng)變硬化現(xiàn)象，同時(shí)加筋后的筋材對(duì)土體變形起到了一定的約束作用，所以動(dòng)回彈模量與八面體剪應(yīng)力呈現(xiàn)出了正相關(guān)的趨勢(shì)。

4 結(jié)論

1）含水率對(duì)土工格柵加筋碎石土的動(dòng)回彈模量的影響明顯，130%最佳含水率會(huì)使得最佳含水率下成型的試件動(dòng)回彈模量平均降低約30%左右。因此，在進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按平衡含水率測(cè)試確定土工格柵加筋土動(dòng)回彈模量，以真實(shí)地反映加筋土實(shí)際的抗變形能力。

2）土工格柵加筋碎石土的動(dòng)回彈模量與土工格柵埋設(shè)的位置和加筋層數(shù)有一定的關(guān)系。土工格柵應(yīng)埋設(shè)在土體中存在水平剪切變形的層位，增加加筋層數(shù)或減少層間距，有助于提高加筋土體的抗變形能力。

3）加筋土體所承受的應(yīng)力級(jí)位對(duì)土工格柵加筋碎石土的動(dòng)回彈模量有顯著影響。在其他條件不變時(shí)，動(dòng)回彈模量均隨著循環(huán)偏應(yīng)力和八面體剪應(yīng)力的增大而增大。在側(cè)限影響表征量中，體應(yīng)力比圍壓應(yīng)力能更好地表征動(dòng)回彈模量的變化，在圍壓等其他條件相同時(shí)，加筋土試件的動(dòng)回彈模量隨著體應(yīng)力的增大而增大。

4）為了提供路基動(dòng)回彈模量的確定方法，選取NCHRP 1-28A推薦的預(yù)估模型作為本次動(dòng)三軸試驗(yàn)的驗(yàn)證模型。通過Origin軟件的多元非線性回歸分析可以發(fā)現(xiàn)，回歸結(jié)果中的相關(guān)系數(shù)比較理想，說明該模型也可用于土工格柵加筋碎石土動(dòng)回彈模量的預(yù)測(cè)。

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（編輯 胡玲）

收稿日期：2020-07-13

基金項(xiàng)目：江西省交通科技計(jì)劃項(xiàng)目（2015C0006）

作者簡(jiǎn)介：張航（1994- ），男，主要從事特殊路基處治技術(shù)研究，E-mail：1207910527@qq.com。

周志剛（通信作者），男，博士，教授，E-mail：zhou_zgcs@sina.com。

Received：2020-07-13

Foundation item：Jiangxi Transportation Science and Technology Project （No. 2015C0006）

Author brief：ZHANG Hang （1994- ）， main research interest： special subgrade treatment technology， E-mail： 1207910527@qq.com.

ZHOU Zhigang （corresponding author）， PhD， professor， E-mail： zhou_zgcs@sina.com.