覆盖层厚度（共9篇）
覆盖层厚度 篇1
水下隧道合理覆盖层厚度确定是修建水下隧道的关键问题之一。覆盖层厚度过小,水下隧道就有可能面临严重的稳定问题和海水涌入的危险;覆盖层厚度越大,在水下岩层和隧道之间的渗流通道就越长,流向隧道的渗水量会降低,但隧道造价会随之上升[1,2]。水下隧道工程因其复杂性、不确定性决定了工程类比经验法仍然是工程中常用的方法[3,4]。本文借鉴各国在修建水下隧道时确定最小岩石覆盖层厚度的经验,采用工程类比经验法对拟建的重庆朝天门长江隧道最小岩石覆盖层厚度进行研究。
1 国内外确定水下隧道最小岩石覆盖层厚度的经验方法
1.1 挪威海底隧道建设经验
在挪威,海底隧道最小岩石覆盖层厚度通常用工程类比法,凭经验确定[5]。经过对挪威已建海底隧道的大量分析研究,统计得出如图1所示经验曲线,可供参考[6]。
1.2 国内顶水采煤经验公式
水下隧道最小岩石覆盖层厚度的确定与水下采煤留设煤岩柱有相似之处,可借鉴采煤中的安全防水煤岩柱的经验[7]。
当基岩直接裸露,水底没有沉积层时:H=a+s+h。其中,H为开采上限高度,m;a为表面裂隙深度,m,基岩经验值取10 m～15 m;s为保护层厚度,m;h为爆破引起的扰动高度,m。当基岩顶部有沉积层且厚度大于5 m时,a=0;当沉积岩层为相对隔水层时,其厚度可考虑在s值之内,即H=s+h,保护层厚度s之内包括隔水层厚度。
1.3 隔水岩柱经验法
隧道工程经爆破开挖扰动后,产生导水裂隙,为保证施工运营安全,留设隔水岩柱将上部水域与隧道“隔离”是必须的。根据国内相关经验及大量水下隧道实践总结,提出了如下的经验公式[8]:
1.4 日本经验方法
日本第一条钻爆法海底铁路隧道修建距今已有60余年历史,并于1985年竣工了世界瞩目的青函海底隧道,在此方面积累了较多经验。日本经验公式[9]:
2 工程概况
重庆两江隧道隧址区位于长江、嘉陵江汇合处。上部为全新统洪冲积层(Q
3 基于工程类比确定长江隧道最小岩石覆盖层厚度
前述几种方法是目前世界上较常用的经验方法,具体应用应结合实际情况进行一定的修正。挪威的海底隧道最小岩石覆盖层厚度的确定与水下开采煤矿有许多相似之处,但是根据不同的情况,国内目前也总结了各种不同的计算方法。隔水岩柱法是隧道工作者在实际的水下隧道工程中总结提出的,更贴近工程实际,该方法是值得重视的。日本经验法在水深较大时,取值范围过宽,还需要根据其他方法加以验证。根据江底地形图和工程地质纵断面图,针对隧道位于不同水位状况下,分别用前述四种方法确定长江隧道最小岩石覆盖层厚度,其类比结果如表1所示。
从表1可以看出,相同情况下隔水岩柱法相对于其他方法岩石覆盖层厚度偏小;顶水采煤法得到的最小岩石覆盖层厚度则处于中间位置;日本经验法平均值相对是最小的,但在历史最高洪水位时仍大于隔水岩柱法;挪威经验法是最安全最保守的。
综合以上分析,在历史最高水位状况下长江隧道钻爆法施工的最小岩石覆盖层厚度取值21 m～32 m。
4 结语
1)挪威经验法适用性广,对不同完整性质的岩石都给出了经验的取值临界限制,但其取值偏保守。顶水采煤经验法应用防水煤岩柱来降低突水事故的发生,应用于水下隧道有一定的适用性。隔水岩柱法与顶水采煤法有相似之处,其中导水裂隙带高度的确定是关键。日本经验公式对不同的水深差异较大。
2)重庆朝天门长江隧道钻爆法施工的最小岩石覆盖层厚度取值为21 m～32 m,该范围是工程类比经验分析所得,为进一步的理论分析,数值计算提供了参考。
参考文献
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[7]武雄,于青春,汪小刚.地表水体下煤炭资源开采研究[J].岩石力学与工程学报,2006,5(25):1029-1036.
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覆盖层厚度 篇2
关键层下软弱岩层厚度的数值模拟分析
关键层是地表变形与控制岩层移动主要因素,本文引用了数值模拟结合压力拱理论,针对关键层下部软弱岩层厚度进行数据模拟分析,结果表明:关键层下部软弱岩层有稳定关键层的`作用.
作 者：冯肇基 作者单位：广宁县建筑设计室,广东,肇庆,526000 刊 名：城市建设与商业网点 英文刊名：CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN 年，卷(期)： “”(16) 分类号：P5 关键词：关键层软岩 压力拱 数值模拟覆盖层厚度 篇3
在干旱半干旱地区,土壤蒸发强烈,灌溉或降雨后水分难以保蓄,50%左右的农田水分通过蒸发损失,使得限制了农田资源高效利用以及导致了农业生产力水平的逐渐降低[1,2]。为了提高作物对水分的利用率以及防止或减少由土壤表面强烈蒸发引起的水分无效散失,长期以来,常采用的减少土壤水分蒸发的主要农业措施是地面覆盖。地面覆盖采用的材料多种多样,农业生产中常以秸秆覆盖[3,4]和砂石覆盖[5,6]在土壤表面形成一个保护层,来减少或降低土壤水分的无效蒸发,提高作物对水分的有效利用。近年来,众多学者通过覆盖作物秸秆和砂石对土壤水分蒸发的影响进行了大量的研究。学者Li等[7]研究了秸秆覆盖对水分蒸发损失的影响,指出秸秆覆盖可有效减小土壤水分蒸发。许策玉[8]研究指出秸秆覆盖是提高土壤含水量和水分利用效率以及减少水分无效蒸发的有效途径,具有明显的保水效果。付强等[9]研究了秸秆覆盖对季节性冻融期土壤水分特征的影响,指出秸秆覆盖使0~60cm土层内含水率增加或减小的时间拐点发生延迟,随着秸秆覆盖厚度的增加其延迟效果越明显,但土壤冻结期的延迟效果比冻土融化期明显。王兆伟等[10]研究指出秸秆覆盖在作物生长前期和旱季对土壤表层的土壤蒸发和温度调控效果明显,秸秆覆盖量越大效果越明显。Modaihsh等[11]利用土柱研究了不同厚度和粒径的砂石覆盖对土壤水分蒸发的影响,指出砂石覆盖厚度和粒径大小对蒸发的抑制作用有显著的差异。崔向新等[12]砂石覆盖能有效抑制土壤累积蒸发量的增长,覆盖度越大,粒径越小,其抑制效果越明显,蒸发越趋于平稳。原翠萍等[13]研究指出地面砂石覆盖对蒸发的抑制作用与砂石粒径密切相关,砂石覆盖的粒径越大,对蒸发的抑制能力越低,并得出砂石覆盖条件下土壤累积蒸发量与时间呈近似线性关系。上述学者在研究土壤水分蒸发方面已经积累了许多值得学习和借鉴的成果,但针对不同覆盖对土壤水分蒸发影响的对比研究还较少。因此,本文通过模拟试验,研究了不同秸秆和砂石覆盖厚度对土壤水分蒸发的影响,分析覆盖不同厚度秸秆和砂石条件下的土壤水分蒸发动态,为降低或减少我国干旱半干旱地区土壤水分的无效蒸发提供理论指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试土壤采自皋兰县,取自土壤表层0~30cm,土壤质地为砂壤土,土壤经自然风干(风干后土壤初始含水率为0.75%)、碾碎、去除杂质后,过2mm筛。试验用的秸秆为当年收割晾干并粉碎为3~5cm的小麦秸秆。供试土壤和砂石的颗粒组成见表1和表2。
1.2 试验方法及内容
试验蒸发桶采用高为30cm,直径为20cm的自制塑料桶,桶底部均匀钻7个1cm大小的孔,用纱布垫在桶底以防止土壤从孔中漏出。共准备24个蒸发桶,每个蒸发桶中分层装入风干土,控制装土容重为1.35g/cm3,装土高度为15cm,共装土6.359kg。每3个蒸发桶作为一组试验,试验共7组,分别为无覆盖(CK)、覆秸秆3cm(S1)、覆秸秆5cm(S2)、覆秸秆10cm(S3)、覆砂3cm(S4)、覆砂5cm(S5)、覆砂10cm(S6)。每个处理重复3次。每个蒸发桶中注水至底部有水渗出,放置12h等水渗流基本完成之后,进行称重,记录初始质量,将桶放置在户外空旷处,在自然条件下进行蒸发试验,蒸发从2015年8月10日开始到8月24日结束,共进行15d。每天早上7:00点和下午19:00点进行称重,称重采用量程为30kg、感度为0.001kg的电子秤。
1.3 试验期间气象条件
试验中对试验区温度、光照、风速和湿度等气象条件进行观测。观测显示,8月12日的气温较低,湿度较大,其他时间的气温和湿度变化较平稳;风速在蒸发中较平稳;光照除8月13、14、16日较强外,其他时段内较平稳。同时,为避免降雨对试验造成影响,降雨时在试验区进行遮雨棚处理,防止水分的进入。
2 结果与分析
2.1 不同秸秆和砂石覆盖厚度对土壤水分蒸发的影响
2.1.1 不同秸秆和砂石覆盖厚度对土壤水分日蒸发量的影响
不同秸秆和砂石覆盖条件下土壤日蒸发量连续15d的变化过程如图1。由图1可知,在不同覆盖厚度条件下,秸秆和砂石覆盖下的土壤日蒸发变化趋势与对照(CK)的基本一致,只是在变化幅度上有一定的差异,不同覆盖处理的土壤日蒸发量变化逐渐趋于平缓,而CK的土壤日蒸发量变化起伏较明显。不同秸秆和砂石覆盖厚度条件下的土壤水分日蒸发量均保持CK>3cm>7cm>10cm的变化趋势。这主要是由于覆盖物厚度越大,土壤水分与空气的接触就越少,大气流动速度就越低。因此,覆盖物厚度越大,土壤水分蒸发越缓慢。由图1进一步可知,不同覆盖处理条件下的土壤日蒸发量在1~11d内差异较明显,在12~15d内的差异很小。因此,土壤水分的蒸发可以分为两个明显的阶段,当土壤含水量较高时,土壤蒸发量大于地表蒸发量,受大气的影响,土壤水分蒸发迅速,土壤含水率迅速减小;当土壤含水率较低时,土壤水分的蒸发速率由土壤含水率或土壤水汽的扩散能力决定,土壤蒸发速率迅速降低。
2.1.2 不同秸秆和砂石覆盖厚度对土壤水分累积蒸发量的影响
不同秸秆和砂石覆盖条件下土壤累积蒸发量连续15d的变化过程如图2。由图2可以看出,CK处理的土壤水分的累积蒸发量均大于不同秸秆和砂石覆盖厚度处理下的,而不同处理下的土壤水分累积蒸发量的变化趋势逐渐趋于稳定。在整个蒸发过程中,同一覆盖物的土壤水分的累积蒸发量均表现为CK>3cm>7cm>10cm。在蒸发初期,累积蒸发量的上升趋势比较明显,不同厚度之间虽有差异,但大体趋势表现一致;在蒸发后期,不同秸秆和砂石覆盖厚度条件下的土壤水分累积蒸发量差异明显。CK、S1、S2、S3、S4、S5、S6的累积蒸发量分别为1244.4g、518.0g、402.0g、201.2g、617.5g、459.9g、244.8g。S1、S2、S3处理的土壤累积蒸发量比CK分别减少了58.4%、67.7%、83.8%;S4、S5、S6处理的土壤累积蒸发量比CK分别减少了50.4%、63.0%、80.3%,说明秸秆和砂石覆盖均可有效抑制土壤水分的蒸发,且随着覆盖物厚度的增加,其抑制土壤水分蒸发的效果越明显,蒸发越趋于平稳。
分析不同秸秆和砂石覆盖厚度对土壤水分蒸发的影响可知,对同一覆盖物而言,覆盖厚度越大,抑制土壤水分蒸发的作用越好。而从不同覆盖处理下土壤累积蒸发量来看,S3和S6处理的土壤累积蒸发量差异不明显,S3较CK降低了83.8%,S6较CK降低了80.3%。考虑到覆盖物的易获取性和耐用性,认为土壤表层覆盖10cm砂石是抑制土壤水分蒸发较适宜的地面覆盖方式。
2.2 不同覆盖物对土壤水分蒸发的影响
2.2.1 不同覆盖物对土壤水分日蒸发量的影响
不同覆盖物条件下土壤日蒸发量连续15d的变化过程如图3。由图3可知,在相同覆盖厚度条件下,不同覆盖处理的土壤水分日蒸发的变化趋势基本一致,只是在变化幅度上存在差异。CK的土壤水分日蒸发量的变化幅度差异较明显,而不同覆盖物处理的土壤水分日蒸发量变化幅度差异随覆盖厚度的增加逐渐减小,逐渐趋于平稳。由图3进一步可知,S1的日平均蒸发量为34.5g/d,S4的日平均蒸发量为41.2g/d;S2的日平均蒸发量为26.8g/d,S5的日平均蒸发量为30.7g/d;S3的日平均蒸发量为13.4g/d,S6的日平均蒸发量为16.3g/d。在相同秸秆和砂石覆盖厚度条件下,秸秆覆盖的土壤日蒸发量小于砂石覆盖的土壤日蒸发量。这主要是由于覆盖的秸秆层与土壤导水率之间的差异较大,并且秸秆层内部的毛管作用很微弱,当毛管水湿润秸秆后,由于秸秆层的吸力不足而导致水分上升趋势断裂,从而使得毛管水不能进一步上升,导致水分不能过多地进入秸秆层;而砂石覆盖主要通过隔绝大气和太阳辐射控制地表温度来影响土壤水分蒸发,砂石覆盖层隔绝大气和太阳辐射性能差,降低土壤表层温度的性能差,土壤的水分蒸发大,从而使得砂石覆盖下的土壤日蒸发量大于秸秆覆盖的。
2.2.2 不同覆盖物对土壤水分累积蒸发量的影响
不同覆盖物条件下土壤累积蒸发量连续15d的变化过程如图4。由图4可知,在覆盖厚度为3cm时,S1、S4的土壤累积蒸发量分别为518.0g、617.5g,S1比S4的累积蒸发量降低了16.7%;在覆盖厚度为5cm时,S2、S5的土壤累积蒸发量分别为402.0g、459.9g,S2比S5的累积蒸发量降低了12.6%;在覆盖厚度为10cm时,S3、S6的土壤累积蒸发量分别为201.2g、244.8g,S3比S6的累积蒸发量降低了17.8%。这也说明秸秆覆盖抑制土壤水分蒸发的效果要好于砂石覆盖的。
分析对比同一覆盖厚度下不同覆盖物对土壤水分蒸发的影响可知,对同一覆盖厚度而言,秸秆覆盖抑制土壤水分蒸发的效果优于砂石覆盖。而从同一覆盖厚度下不同覆盖物处理的土壤累积蒸发量来看,土壤累积蒸发量差异均较小,S1比S4的累积蒸发量降低了16.7%,S2比S5降低了12.6%,S3比S6降低了17.8%。综合考虑覆盖物的特性以及对土壤水分蒸发的抑制效果,覆盖10cm砂石是抑制土壤水分蒸发较适宜的地面覆盖方式。
2.3 不同秸秆和砂石覆盖厚度的保水效果分析
利用方差分析,对CK~S1、CK~S2、CK~S3、CK~S4、CK~S5、CK~S6组合在α=0.05的显著性水平下进行显著性分析,分析不同秸秆和砂石覆盖厚度对土壤水分蒸发的影响程度,结果见表3。
由表3可知,各分析组合的F统计量值均大于F统计量的临界值4.196,P-value的值均小于0.01,说明不同秸秆和砂石覆盖厚度的保水效果均极显著,土壤表层进行秸秆和砂石覆盖可明显抑制表层土壤蒸发。由表3进一步可知,CK~S1、CK~S2、CK~S3组合的F统计量值随覆盖厚度的增加而增大,P-value的值随覆盖厚度的增加而减小。由F统计量值和P-value值的变化,同样说明覆盖厚度越大,对抑制土壤水分蒸发的效果越好,越能减小土壤水分的蒸发。
利用方差分析,对S1~S4、S2~S5、S3~S6组合在α=0.05的显著性水平下进行显著性分析,分析相同覆盖厚度下秸秆和砂石覆盖对土壤水分蒸发的影响程度,结果见表4。
由表4可知,各分析组合的F统计量值均小于F统计量的临界值4.196,P-value的值均大于0.05,说明相同覆盖厚度下秸秆和砂石覆盖的保水效果差异不显著。
对不同秸秆和砂石覆盖厚度的保水效果进行显著性分析,由分析结果进一步可知,不同厚度的秸秆和砂石覆盖均能明显地抑制土壤水分蒸发;而同一覆盖厚度下秸秆和砂石覆盖对抑制土壤水分蒸发效果的差异不显著。从土壤水分蒸发量、显著性分析结果以及覆盖物的特性的角度综合分析,认为土壤表层覆盖10cm砂石是抑制土壤水分蒸发较适宜的地面覆盖方式。
3 结论
本文通过室外模拟试验,研究了不同秸秆和砂石覆盖厚度对土壤水分蒸发的影响,得出以下结论:
①在不同覆盖厚度条件下,同一覆盖物处理下的土壤水分蒸发的变化趋势与CK的基本一致,而在变化幅度上存在一定的差异,不同覆盖厚度下同一覆盖物处理的土壤水分蒸发量均保持CK>3cm>7cm>10cm的变化趋势。说明土壤表层进行覆盖均可抑制土壤水分蒸发,且覆盖厚度越大,抑制作用越好。
②在相同覆盖厚度条件下,不同覆盖物处理的土壤水分蒸发的变化趋势基本一致,同一覆盖厚度下不同覆盖物处理的土壤水分蒸发量均保持砂石覆盖的大于秸秆覆盖的。说明同一覆盖厚度下秸秆覆盖抑制土壤水分蒸发的效果优于砂石覆盖的。
③从不同秸秆和砂石覆盖厚度对抑制土壤水分蒸发的效果、不同覆盖物的保水效果显著性分析结果以及不同覆盖物的特性对比分析可知,认为土壤表层覆盖10cm砂石是抑制土壤水分蒸发较适宜的地面覆盖方式。
摘要：为了揭示不同秸秆和砂石覆盖厚度对抑制土壤水分蒸发的效果,本文通过室外模拟试验,研究了不同秸秆和砂石覆盖厚度对土壤水分蒸发的影响。试验设置无覆盖(CK)、覆秸秆3cm(S1)、覆秸秆5cm(S2)、覆秸秆10cm(S3)、覆砂3cm(S4)、覆砂5cm(S5)、覆砂10cm(S6)这7种形式。结果表明:在不同覆盖厚度条件下,秸秆和砂石覆盖均可有效抑制土壤水分蒸发,随覆盖厚度的增加,保水效果越好。在相同覆盖厚度条件下,秸秆覆盖的保水效果优于砂石覆盖的,随覆盖厚度的增加,秸秆和砂石覆盖的保水效果差异减小。
覆盖层厚度 篇4
义安井田二1爆层厚度稳定性分衍及影响因素探讨
通过对新安煤田义安井田煤层厚度稳定性分析,并经勘探与实践相结合,进而研究和分析了二煤层厚度变化的.主要原因及影响因素探讨,并分析煤层厚度变化的趋势,提出了建议.
作 者：蔡连君 孔令杰 谢安 作者单位：义马煤业集团,义安煤矿,河南,洛阳,471821刊 名：能源技术与管理英文刊名：ENERGY TECHNOLOGY AND MANAGEMENT年，卷(期)：“”(2)分类号：P624.6关键词：二1煤厚变化规律 稳定性分析 影响因素探讨
覆盖层厚度 篇5
公路工程技术标准[1]对风电场场内道路的定义是风电机组间道路和风电机组与升压变电站之间道路。场外道路指主要利用已有国家、省、市、县、乡镇等级道路和市政道路, 不作为风电场设计范围。风电场道路工程中路基标准宜参照《公路工程技术标准》四级公路标准设计。
对于风电场内部道路结构层厚度的设计国内外均未有明确的设计方法和标准设计。本文根据国外某EPC风电场建设实践, 探讨了风电场内部道路、临时堆放平台和吊装平台的结构层厚度设计方法和并给出了标准设计, 部分标准设计通过了实践检验。
1 风电场场内道路的特性
风电场场内道路一般是在设备运输、风机安装时有较大的荷载, 一旦风机安装完毕进入运行和维护阶段, 则道路的交通量很小, 日后风机维护的交通荷载也不大。风电场场内的道路是前期荷载大而集中, 后期荷载小而均匀, 属于低交通量的道路。
按风电场道路设计标准:当风机设备安装采用普通履带吊时, 场内道路应按照两期设计, 一期即土建及设备安装施工期;二期即运行期路, 道路路基排水边沟设置在一期路基范围内。
2 国外某风电场道路设计参数
2.1 工程基本情况
按设计共有12台2MW的风机, 风机高度95米, 风机由4节塔筒组成, 单机自重总共337吨, 共有12个吊装平台, 13条道路。工程所在地年降雨量在800mm左右。
2.2 荷载当量
技术标准要求1000标准轴次后平均竖向变形应少于30mm。
2.3 运输车辆数和轮胎压力
对于履带吊车/移动吊车运输, 有15个辆重型运输工具;每个风力机现场, 有12个重型运输工具;每个风力机现场, 使用搅拌机卡车 (6-9立方米/卡车) , 多达80次混凝土运输。运输风机各部件时轮胎的压力见表1。
2.4 风机吊装设备及其压力
主吊采用600吨的履带吊, 辅吊采用150吨的履带吊。若履带直接接触地面的话前者最大会产生5.2T/m2的压力, 后者最大会产生5.8T/m2的压力。实际吊装过程中, 在履带下面加了2公分厚2倍于履带宽的钢板。
2.5 地基承载力
合同技术要求的地基承载力, 对于吊车平台, 堆放平台和道路路面的地基承载分别是25T/m2、10T/m2和15T/m2。
3 道路结构层厚度设计
3.1 道路设计荷载
根据文献[5]1000标准轴重相当于交通设计荷载DTL=0.001<0.2, 其交通荷载等级为TLC=02。这属于低交通量的荷载等级。
3.2 道路结构层材料系数
道路结构层材料系数[5]见表3。
3.3 设计所需道路结构层系数
设计所需道路结构层[5]系数见表4.
3.4 道路结构层计算
道路结构层系数计算式为:
式中:
和tn为各结构层厚度;
和an为各结构层所对应的结构层系数, 见表3。
由上式可计算出不同设计厚度的结构数, 与表4比较, 可判定设计的结果是否满足要求。
3.5 道路结构层标准设计
参照上文, 表5给出了10种道路结构层标准设计结果。表5表明, 道路结构层的设计厚度取决与筑路材料的强度和路床CBR值的大小。
备注:G80是指材料的CBR值在80以上。G25以上的料可用做低等级道路的磨耗层料。
3.6 道路结构层设计比较
按当地设计师所做的设计:其天然粒料的变形模量取值在200Mpa以上, 而实测值是在50Mpa以下。其道路结构层需要450mm厚包括150mm厚的级配碎石层才能满足风机部件运输和吊装的要求。而实际上使用了两层G80料即采用1号标准结构层设计已完成运输和吊装施工工作。
工程中的5号吊装平台由于下部有岩石, 按2号标准结构层施工, 承载板试验满足要求, 并完成了吊装施工。
10号标准结构层设计是当地一家公司实施的方案, 及结果是满足要求的。
4 其它
上述道路结构层可作为前期风电部件运输和安装期间使用。风机安装完毕后即后期可加铺一层100-150mm的碎石基层作为磨耗层。其外观效果和工程形象面貌非常好。对筑路材料可进行3点CBR试验, 以确定满足强度要求所对应的合理的压实度。笔者按本文的方法编制了计算程序, 可快速进行不同材料、不同厚度的结构层设计。根据不同工程、不同的可利于的材料类型, 可方便的计算出其它风机内部道路结构层的标准设计。
5 结论
(1) 风电场场内的道路属于低交通量的道路工程;国内尚无风电场道路结构层设计方法和标准设计, 本文参照国外沥青混凝土道路的设计推荐了相应的设计方法, 该方法简单易行, 经济适用。
(2) 风电场道路结构层的设计厚度取决于筑路材料本身的强度、取决于路床材料CBR值的大小;取决于道路的施工质量。
(3) 给出了10种结构层类型和不同路床CBR值所对应的结构层标准设计, 成果与工程实际吻合的。
(4) 本文推荐的方法也可用于风电场内部道路工程设计、施工质量控制、现场设计调整等, 对EPC总承包商和道路设计人员提供有益的参考。
参考文献
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[3]《公路路面基层施工技术规范》JTJ 034-2000
[4]《公路路基设计规范》JTG D30-2004
混凝土冻融损伤层厚度的超声检测 篇6
1 超声波平测法检测混凝土损伤层厚度的步骤
首先将试件表面打磨平整并清理干净, 然后将T换能器通过耦合剂与被测混凝土表面耦合好并固定, 再将R换能器耦合在T换能器旁边, 并依次以一定间距移动R换能器, 逐点读取相应声时值t1、t2、t3、t4……, 同时测量每一点的T、R换能器内边缘之间的距离l1、l2、l3、l4……, 然后绘制时间-测距坐标图 (见图1) , 并按式 (1) 计算损伤层厚度hf[6,7]。
式中:l0——经折线传播的声时与经过损伤层直接传播的声相等时的T、R换能器间距, mm;
va——未损伤混凝土的声速, m/s;
vf——损伤混凝土的声速, m/s。
2 原材料与实验方案
水泥:采用江南水泥厂生产的P·O42.5水泥;碎石:采用宁波产5~20 mm连续级配的石灰岩碎石;砂子:中砂, 细度模数为2.8;减水剂:上海花王化学有限公司生产的Mighty100萘系高效减水剂;引气剂:采用上海麦斯特公司生产的Micro Air 202型高效引气剂。混凝土配合比见表1。
kg/m3
试件尺寸为100 mm×100 mm×400 mm, 成型24 h后脱模, 在相对湿度80%、温度 (20±2) ℃的条件下养护90 d。混凝土的抗冻性试验采用快速冻融法, 即混凝土中心的冻融温度为 (-17±2) ~ (8±2) ℃;一个冻融循环时间为3 h左右。试件在冻融试验过程中均处于全浸泡水状态 (饱水状态) 。达到一定冻融次数后采用UPV-1超声波系统测量其损伤层厚度。
3 结果与分析
混凝土的冻融破坏过程, 实际上是水泥水化产物结构由密实体到松散体的退化过程, 同时伴随微裂缝的出现和发展, 微裂缝不仅存在于水化产物中, 也会使引气混凝土中的气泡壁发生开裂和破坏, 这是导致引气混凝土冻融破坏的主要原因[1]。采用UPV-1超声波系统测量得到的超声波在混凝土中传播时的典型波形图如图2所示。
平测法的测距分别为50、75、100、125、150、175 mm, 冻融循环100、150、200、250次后的时间测距图分别见图3~图6。
由图3~图6可得经折线传播的声时与经过损伤层直接传播的声相等时的T、R换能器间距l0和va与vf, 按式 (1) 计算冻融作用后混凝土的损伤层厚度。冻融次数分别为100、1 50、200、250次时混凝土的损伤层厚度分别为9.36、12.38、19.35、24.15 mm。可见, 随着冻融次数的增加, 混凝土的损伤层厚度增加, 因此, 超声波平测法能反映冻融作用对混凝土损伤程度, 对实际混凝土工程的损伤而言是一种有效的评价方法。
4 结 语
随着冻融次数的增加, 混凝土的损伤层厚度增大, 超声波平测法能反映冻融作用对混凝土的损伤程度, 对评价实际混凝土工程的损伤而言是一种有效的方法。
参考文献
[1]李金玉, 曹建国, 徐文雨, 等.混凝土冻融破坏机理的研究[J].水利学报, 1999 (1) :41-49.
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[6]张治泰, 邱平.超声波在混凝土质量检测中的应用[M].北京:化学工业出版社, 2006.
非等厚设计的路面结构层厚度评定 篇7
省道236线揭阳南河大桥至池尾段路面大修工程(以下简称S236线揭阳段路面大修工程)是对现有公路水泥混凝土路面进行大修,在不改变原公路等级和公路主体横断面宽度的情况下,旧路面经处治后充当底基层,通过加铺路面结构提高道路通行能力及服务使用性能。该工程按双向六车道一级公路等级标准建设,起于揭阳市榕城区东山,沿现有公路路线走向,止于普宁市池尾镇,路线全长36.274 km,设计行车速度80 km/h,路基采用现有路基宽度37.5 m,水泥混凝土路面宽30.5 m。
2 旧路面结构层及其现状
S236线揭阳南河大桥至池尾段旧路标准为一级公路,其旧路面结构层为25 cm水泥混凝土面层+17 cm水泥稳定天然粒料基层+18 cm泥结碎石底基层,由于旧路面结构层质量较差,通车后交通流量大且达15年以上,水泥混凝土路面板出现裂缝及破碎的情况较严重,大部分路段路况等级现评价为“差”,路面已进入大修期。
3 新加铺路面结构
S236线揭阳段路面大修工程采用多锤头破碎机或冲击压路机对旧混凝土路面进行处治,经压稳后充当路面底基层,然后在其上铺筑随相对横向坡率变化的非等厚设计的17～23 cm(该厚度指从原旧路面横坡1.5%调整到2%的标准断面的基层基准厚度)水泥稳定级配碎石基层,再铺26 cm水泥混凝土面层,该工程直接加铺水泥混凝土路面结构见图1。
4 现行路面结构层厚度评定的适用范围局限性
对于新建、改建公路工程项目,路面面层的横坡通常都是通过路基顶面或调平层来实现的,路面结构层的设计厚度是一个确定的等厚值,可以按照现行部颁《公路工程质量检验评定标准(土建部分)》(JTG F80/1—2004)((以下简称《评定标准》)的路面结构层厚度评定方法对各分项工程进行评定,却无法适用于类似S236线揭阳段路面大修工程采用非等厚设计的路面基层。
旧路加铺非等厚设计的路面结构层的厚度指标同样是分项工程质量评定的重要实测检查项目之一,本文结合S236线揭阳段路面大修工程的路面基层厚度评定实例,通过非等厚设计的路面结构层变换等厚路面结构层厚度评定的方式,在此基础上分析证明提出以现场实测结构层厚度偏差来直接实现对非等厚设计的路面结构层厚度评定,克服《评定标准》只适用于等厚路面结构层厚度评定的范围局限性,同时指出《评定标准》关于路面结构层厚度评定内容方面存在的“允许偏差”定义不一致的问题。
5 非等厚设计的路面基层厚度评定实例
5.1 等厚路面结构层代换非等厚设计的路面结构层的假设
5.1.1 基本假设与原理
由t分布概念及其理论基础确定的质量指标评定方法可以知道,路面结构层厚度评定结果仅取决于评定路段内全部n个单点实测厚度值偏差的情况,只要通过现场单点实测厚度偏差在等厚路面结构层代换非等厚设计的路面结构层过程中保持前后不变的做法,等厚路面结构层的厚度评定结果就可以适用于被代换的非等厚设计的路面结构层。
5.1.2 等厚代换非等厚设计的路面结构层的厚度评定方法
先假设一个基准厚度为Xd的等厚路面结构层(以J表示)来代换非等厚设计的路面结构层(以I表示),将非等厚设计的路面结构层的单点实测厚度偏差直接转为等厚路面结构层的单点基准厚度偏差,再利用等厚路面结构层的单点基准厚度值计算算术平均值与标准差,最后按照《评定标准》的路面结构层厚度评定要求对非等厚设计的路面结构层进行评定。
5.1.3 术语与符号
路面结构层厚度评定的有关术语与符号见表1。
5.2 路面大修工程基层厚度评定的实例
S236线揭阳段路面大修工程的旧路面横坡为1.5%,而新建路面的设计横坡为2%,这样形成在其上加铺的路面基层在横向断面宽度范围内具有相对坡率0.5%的线性变化厚度,旧路面横坡由1.5%调整到2%的标准断面基层的基准对应厚度值为17～23 cm,该直接加铺路面基层的厚度在横断面宽度范围内的变化情况见图2。
5.2.1厚度测试的选点方法
评定路段内基层厚度测试采取随机选点方法,首先在测定桩号区间段内决定测点所在断面,以具体桩号表示,其次确定测点在横断面上的位置,以测点位置离路面中心线的距离Li表示。
5.2.2 非等厚设计的基层的单点设计厚度Xd(i)
以横断面上的路面中心线处基层设计厚度值为23 cm,机动车道外侧边缘处基层设计厚度值为17 cm,根据相对横向坡率0.5%和测点位置离路面中心线的距离Li,计算横断面上不同位置的基层单点设计厚度Xd(i),即:
式中:Xd(i)是非等厚设计基层的单点设计厚度,单位为cm;Li是横断面上测点位置离路面中心线的距离,单位为cm;1 200表示由旧路面横坡1.5%调整至基层顶面横坡2%时,基层基准厚度17～23 cm所对应的标准横断面宽度,单位为cm。
5.2.3 等厚基层的基准厚度Xd取值
对于S236线揭阳段路面大修工程的路面基层,可以取半幅横断面厚度值17～23 cm范围的中间值20 cm作为等厚基层的基准厚度Xd。本文后面的理论分析将证实等厚基层的基准厚度Xd可以任意取值,它对非等厚设计的基层厚度评定结果没有影响。
5.2.4 计算等厚基层的单点基准厚度值Xj
以非等厚设计基层现场检测的单点实测厚度值Xi减去单点设计厚度Xd(i),计算出非等厚设计基层的单点实测厚度偏差ΔXi,即:
将非等厚设计基层的单点实测厚度偏差ΔXi直接作为等厚基层的单点基准厚度偏差ΔXj,即有ΔXj=ΔXi。所以,等厚基层的单点基准厚度值Xj就由其基准厚度Xd与单点实测厚度偏差ΔXi构成,则有:
5.2.5 算术平均值X与标准差S的计算
等厚基层评定路段内全部n个单点基准厚度值Xj按数理统计计算算术平均值与标准差S,等厚基层的算术平均值与标准差S的计算表达式分别为:
式中:X和S分别为全部n个单点基准厚度值Xj的算术平均值(简称均值)和标准差;n是评定路段内路面基层的检测点数。
5.2.6 基准厚度代表值XL的计算
等厚基层的基准厚度代表值XL为评定路段内n个单点基准厚度值Xj的算术平均值的下置信界限值,即:
式中:tα是t分布表中随测点数和保证率(或置信度α)而变的系数,可查表。高速、一级公路基层和底基层采用的保证率为99%;其他公路基层和底基层采用的保证率为95%。
5.2.7 非等厚设计的基层厚度评定
评定路段内的非等厚设计的基层厚度评定按等厚基层的基准厚度代表值XL和单点合格值允许偏差进行厚度评定,各等级公路基层或底基层厚度的允许偏差见表2。
当基准厚度代表值XL减去基准厚度Xd的差值在代表值允许偏差ΔXL范围内时(即XL-Xd≥ΔXL),则按单点基准厚度偏差ΔXi不超过单点合格值来计算非等厚设计基层的厚度合格率;当基准厚度代表值Xt减去基准厚度Xd超过代表值允许偏差ΔXL时(即XL-Xd<ΔXL),则相应分项工程评为不合格。
6 标准差S的表达式及其含意
6.1 标准差S的计算表达式推导
将上述式(3)Xj=Xd+ΔXi代入等厚路面结构层的均值X的计算表达式(4)中,则有:
上式中的也就是路面结构层评定路段内全部n个单点实测厚度偏差ΔXi的算术平均值,以来表示,则等厚路面结构层的算术平均值的计算表达式化为:
上式(7)表明等厚路面结构层的均值X是由其基准厚度Xd与单点实测厚度偏差ΔXi的均值构成。将式(3)Xj=Xd+ΔXi和上式(7)代入等厚路面结构层的标准差S的计算表达式(5)中,简化得到标准差S的另一个计算表达式为:
式中:ΔX是评定路段内非等厚设计的路面结构层全部n个单点实测厚度偏差ΔXi的算术平均值,即。
6.2 标准差S的表达式含意
1)非等厚设计路面结构层全部n个单点实测厚度偏差ΔXi的的标准差S与等厚路面结构层的单点基准厚度值Xj的标准差S是同一个值,两者是完全一致的,都可以由评定路段内全部n个单点实测厚度偏差ΔXi计算得到。
2)式(8)表明,标准差S只跟单点实测厚度偏差ΔXi有关,而与等厚路面结构层的基准厚度Xd、单点实测基准厚度值Xj和均值都无关。这一点从标准差S的概念定义也可以知道:标准差S表示各检验值离散波动的程度,它是概率分布曲线的形状参数,其大小反映曲线的宽窄程度,与均值所决定的位置无关。
7 路面结构层的厚度评定
7.1 路面结构层厚度合格评定标准条件
非等厚设计的路面结构层变换为等厚度路面结构层以后,按照《评定标准》的附录H对等厚路面结构层厚度进行评定时,等厚路面结构层厚度的合格评定标准条件表达式为:
式中:XL为等厚路面结构层的基准厚度代表值,它是算术平均值的下置信界限值,见式(6);Xd为等厚路面结构层的基准厚度;ΔXL为《评定标准》的路面结构层实测项目内的厚度检查项目的代表值允许偏差。
将等厚度路面结构层的均值计算式(7)代入基准厚度代表值的计算式(6)S中,则有:
再将上式(10)代入式(9)中,简化得到以全部n个单点实测厚度偏差ΔXi及其算术平均值表示的路面结构层厚度评定合格判断式,即:
式中:ΔXL为厚度代表值允许偏差,各等级公路的路面结构层厚度代表值允许偏差见《评定标准》的路面结构层实测项目的厚度检查项目栏;与S分别是路面结构层评定路段内的全部n个单点实测厚度偏差ΔXi的算术平均值与标准差,它们的计算公式分别为:
7.2 路面结构层厚度的评定及其合格率的计算
路面结构层厚度评定满足合格条件判断式(11)时,则按单点实测厚度偏差ΔXi不超过单点合格值允许偏差来计算厚度合格率;路面结构层厚度评定不满足合格条件判断式(11)时,则相应分项工程评为不合格。
8 结论
1)标准差S只跟单点实测厚度偏差ΔXi有关,路面结构层厚度评定合格条件判定式实质上唯一考察的就是单点实测厚度偏差ΔXi的情况。由于等厚路面结构层没有改变单点实测厚度偏差ΔXi,因此根据合格条件判定式(11)对等厚路面结构层做出的厚度评定结果适用于非等厚设计的路面结构层。
2)无论等厚还是非等厚设计的路面结构层厚度评定,都可以根据评定路段内全部n个单点实测厚度偏差ΔXi计算其算术平均值与标准差,对照《评定标准》的路面结构层实测项目的厚度代表值允许偏差和单点合格值允许偏差的要求,按厚度评定合格条件判断式(11)进行评定,并计算合格率。
9《评定标准》关于路面结构层厚度评定内容方面的存在问题
《评定标准》的路面结构层实测项目对厚度代表值的允许偏差的定义是计算代表值减去规定代表值的差值,例如表2所示。但其附录H(路面结构层厚度评定)的第H.0.4条以文字表述路面结构层厚度合格判断标准条件时,其内容对厚度代表值的允许偏差定义是规定代表值减去计算代表值的差值,前后两处厚度代表值的允许偏差定义是不一致的,二者刚好相反,其附录H第H.0.4条的文字内容表述不够严谨,建议《评定标准》在以后的修订时加以更正。
摘要：针对旧混凝土路面加铺非等厚设计的路面结构层的厚度评定问题,结合路面大修工程实例提出非等厚设计的路面结构层变换等厚路面结构层的厚度评定方法,分析论证得出以单点实测厚度偏差实现路面结构层厚度评定的合格标准判断式,克服现行部颁质量检验评定标准仅适用于等厚路面结构层厚度评定的范围局限性,并指出其关于路面结构层厚度评定内容方面的存在问题。
关键词：路面结构层,厚度,评定,路面大修工程
参考文献
[1] JTG F80/1-2004,公路工程质量检验评定标准(土建部分)[S]
珍珠珠层厚度测量方法探讨与实践 篇8
珍珠这种古老的有机宝石,产自珍珠贝类和珠母贝类软体动物体内,由于内分泌作用而生成的含碳酸钙与有机质的具有同心环状结构的珠粒[1]。
1.1 有核珍珠的结构
珍珠的最内层为珠核。珍珠的次内层为不定形基质层,一般紧贴于珠核表面。珍珠的次外层为碳酸钙棱柱晶体层,此处碳酸钙常以方解石形式出现[1]。珍珠的最外层为文石珍珠层,为珍珠的主要成分,这部分直接决定珍珠的品质[2]。珍珠还有一层近似透明的表层。
1.2 无核珍珠的结构
淡水养殖珍珠不像有核珍珠的结构那样在中间有一颗大的珠核,珠核外为珍珠层,而是通过壳角蛋白和珍珠层粘合构成,优质的淡水养殖珍珠自接近圆心的CaCO3的层状结晶呈同心圆环状。
2 珍珠珠层厚度无损检测
《珍珠分级》国家标准对未经过辐照、染色等处理的养殖珍珠及天然珍珠进行分级,其中在珠层厚度分级标准方面,《珍珠分级》国家标准上标明的关于测量珍珠珠层厚的方法中的直接测量法即仲裁法,方法原理为把切割制备好的被检样品置于测量显微镜下,测量珠层厚度,这就是有损检测[3],只能对已经抛开或者可以抛开的珍珠进行检测,故此法不适用于大部分的珍珠商贸;故本文重点阐述的珠层无损检测方法。
笔者针对这一问题前往广西北海市质监局国家珍珠及珍珠制品质量监督检验中心进行调查研究,该中心现有两台不同工作原理的珍珠珠层无损检测仪,分别是View-X珍珠珠层无损检测仪及OSG-1000珍珠珠层无损检测仪。
View-X珍珠珠层无损检测仪为该中心自主研制开发的中国第一台珠层测厚仪,可以通过X光测定珍珠的珠层厚度,结束了无仪器可测珠层厚度的历史。这台仪器在几分钟内便可检测珠层的厚度,从而辨别珍珠的品质。View-X系列X光机操作原理是采用X射线透过被观测物品,通过增强屏和CCD图像传感器,在计算机屏幕上实时显示出被测物品的轮廓,测定珍珠内核和外径,可根据需要对珍珠圆周进行点定位,最多可达360个点定位,配合图像测量处理软件,即可测量物品的尺寸或位置关系。
View-X珍珠珠层无损检测仪的的优点在于可以扫描整颗珍珠。不足之处在于部分海水养殖珠层较薄,有机质较少样品不能很好分辨出珠层与珠核分界线,无法计算珠层厚度,仪器对淡水养殖珍珠的内部结构具有一定的分辨能力,但不是很理想。另外由于X射线的性质,测量人员在测量时应做好防护措施,另外不宜长时间测量。
OSG-1000珍珠珠层无损检测仪(Noninvasive Optical Section for Gems)为全世界第一台近红外光珍珠珠层无损成像仪,利用低功率近红外光对珍珠无损成像,照射到样品的光功率仅1mW～2mW,波长为1.3μm,无放射性,对检测工作者和珍珠样品完全无损伤,检测实验室无需放射性屏蔽,不会对工作人员产生潜在的X线放射性危害。OSG-1000采用了创新的非接触式背向散射成像技术实现了单珠检测,使用于半成品、成品珍珠首饰的测量成为可能;直观的珍珠珠层图像,准确测量珍珠珠层厚度,分辨率可达0.03mm;成像检测速度快,每个样品仅用1s～2s。
OSG-1000珍珠珠层无损检测仪的优点在于任何海水养殖珍珠均可快速测量出其珠层厚度,测量过程安全无辐射。不足之处在于绘制珍珠珠层厚度长度直线是为手工绘制,存在误差,另外不能像View-X珍珠珠层无损检测仪那样进行360度全方位扫描,每次测量取两个以上相互垂直的面上的点进行扫描,只能得到估计值,不能体现整颗珍珠的真正珠层厚度。
笔者对大量珍珠进行了测量,现列举用两台仪器测量分析同一颗珍珠得到的资料如下。
经View-X珍珠珠层无损检测仪扫描得到图像后,用软件计算时于360度圆周每1度取1点,即取360个测量点,排除10%的偏离点。5次外圆直径数值分别为9.3797nm;9.3807nm;9.3790nm;9.381 0nm;9.3802nm。外圆直径平均数值为9.3801nm。5次内圆直径数值分别为6.9220nm;6.9292nm;6.9194nm;6.9307nm;6.9213nm。内圆直径平均数值为6.9245nm。珍珠珠层厚度计算方法为(外圆直径-内圆直径)/2,计算结果为1.2278nm。
经OSG-1000珍珠珠层无损检测仪测得珍珠一个面上的珠层厚度为1199μm,另外两次测得珍珠另外两个面上的珠层厚度分别为1193μm和1130μm。经计算珍珠珠层厚度为1157μm,即1.157nm。OSG-1000珍珠珠层无损检测无法对珍珠进行360度全方位扫描,故其实测数据可以进行分级参考,但不能作为精密数据作为理论支持。
3 结语
View-X珍珠珠层无损检测仪和OSG-1000珍珠珠层无损检测仪两台仪器为珍珠珠层厚度的快速测量提供了实现的可能,为珍珠厚度分级指标提供了强有力的理论支持,但两台各有优势及不足,测量同一珍珠时存在误差,初步分析了误差存在的原因,还有待进一步调查研究。目前使用这两台珍珠珠层无损检测仪器的地区较少,有待普及。
摘要：国家为养殖珍珠的生产、贸易、质量评价等活动制定了《珍珠分级》国家标准,其上标明的珠层厚度测量方法在实际操作中可能会出现有损作业。本文阐述了在珍珠厚度检测方面,旨在为珍珠分级提供行之有效的数据特征。
关键词：珍珠,珍珠分级,珠层厚度
参考文献
[1]张蓓丽.系统宝石学[M].北京:地质出版社,2006.
[2]谢玉坎.珍珠科学[M].北京:海洋出版社,1995.
覆盖层厚度 篇9
近二十多年来, 我国的公路建设发展迅速, 公路对国民经济发展的促进作用也越来越显著。但是, 我国在公路密度、技术等级和高等级公路比重等方面与发达国家相比还有很大差距。为满足经济发展对交通基础设施的需求, 对原有低等级公路进行改建和扩建势在必行。公路拓宽通常包括对原有公路线形和纵坡的改善、路基拓宽和填高以及路面补强和加铺等内容。
但是, 在公路拓宽工程中, 新填路基会发生一定程度的固结沉降, 而老路基基本上不产生沉降, 这导致整个路基在横断面上产生工后不均匀沉降, 进而在路面结构中产生附加应力。一旦该附加应力与轮载应力叠加以后超过路面材料的允许强度, 路面便会产生结构性破坏, 此时, 路面就发生较大规模的纵向裂缝, 进一步发展将严重影响行车安全和舒适性。在对其发生原因进行分析的过程中笔者发现, 拓宽类型中的路基共同作用层厚度与该类病害严重程度有着较为密切的关系。
二、路基拓宽的影响因素与路基共同作用层
1. 路基拓宽的影响因素。
公路拓宽工程应考虑老路与新路的关系以及工程所处的地形、地基等条件, 路基拓宽影响因素主要有地形地基条件、路基的拓宽范围、新路基填挖形式、新老边坡类型、共同作用层厚度等五类。
2. 路基共同作用层。
在旧路拓宽工程中, 若拓宽后道路路床顶面设计标高高于旧路路面标高, 全路幅范围内中间这一层新填路基称为路基共同作用层, 如图1所示。
拓宽工程中, 路基共同作用层的厚度通常在某一范围内变化, 特别是在某些公路需要将道路等级提高时, 通常原路纵断面线形无法满足新改建道路的纵断面线形标准, 致使不同路段有不同的新老路标高差, 也就有了不同厚度的路基共同作用层。本文, 笔者针对拓宽工程在路基横断面上发生工后差异沉降 (又称为不协调变形) 的情况, 应用有限元分析方法, 对不同路基共同作用层厚度下基层底面弯拉应力以及相应的路面结构疲劳寿命进行分析, 以期为类似工程病害的预防和整治提供参考。
三、拓宽工程路基不协调变形对路面结构的影响
拓宽路基不协调变形的取值参照同济大学黄琴龙博士的学位论文中的算例:老路宽10m, 单侧拓宽10m, 拓宽建成后10年的老路顶面层位处的工后沉降曲线如图2所示, 拓宽完成后的路面各结构层和路基共同作用层的材料参数见表1。
老路顶面处的不协调变形为工后差异沉降, 将该曲线作为边界条件施加于路基共同作用层的底面。由于其上的路面结构为半刚性基层的沥青路面结构, 刚度最大的结构层———二灰碎石基层对此最为敏感, 在其底面产生的额外附加应力和车辆荷载产生的荷载应力直接决定了该路面结构的结构寿命, 因此, 本次分析仅关注上述不协调变形引起的道路基层底面附加拉应力变化情况。
经过分析得到, 不同路基共同层厚度下的基层底面附加应力, 见表2。可以看出, 随着路基共同层厚度的增加, 基层底面附加最大弯拉应力明显降低。
我国公路沥青路面设计规范采用劈裂强度fsp作为极限弯拉应力。对二灰稳定粒料类采用如下疲劳方程:
式 (1) 中, Nf为疲劳寿命 (次数) , σ/s为应力强度比, 其中s是劈裂强度, σ为反复弯拉应力值。
据规范, 二灰碎石劈裂强度为0.5～0.8Mpa, 取fsp=0.65MPa。
通常情况以107作为材料的疲劳极限, 按疲劳方程, 取Nf=107时, 算得σ0=0.302MPa。
在不协调变形作用下, 在最不利断面处基层底面的总弯拉应力需要将两者进行叠加, 再推算出结构寿命, 如表3所示。
路基共同作用层厚度h与lg Nf间的关系如图3所示。
有限元分析结果得到, 新老路基结合处路面结构的附加应力较大, 并出现了应力集中现象。在不协调变形的作用下, 路面结构会在基层底面开裂, 最终形成贯穿整个路面厚度的裂缝。同时, 可以看出, 随着路基共同作用层厚度的增加, 不协调变形对路面结构的影响逐步变小, 路面结构疲劳寿命衰减得也越来越慢, 当h=6m时, 可以忽略不协调变形对疲劳寿命的影响。