[发明专利]一种获取压实作用下路基土压实度的方法

说明书

本发明公开了一种获取压实作用下路基土压实度的方法，包括以下步骤：（1）路基土最大干密度测试试验模拟，根据路基土的类型，可分为细粒土击实试验模拟和粗粒土振动台试验模拟两类；（2）路基土压实过程模拟，根据压实类型，可分为静力压实和振动压实两类；（3）路基土压实度获取，考虑到所建路基土离散元模型最大干密度与路基土实测最大干密度的差异，本步中压实度用路基土模拟压实后的密度与步骤（1）中模拟试验中所得的最大干密度之比计算得到。本发明所公开的一种获取压实作用下路基土压实度的方法，在离散元软件PFC3D中导入建模软件SolidWorks所建模型，通过对压实过程的仿真，最终获取路基土压实度。

技术领域

本发明涉及一种获取压实作用下路基土压实度的方法,属于道路工程领域。

背景技术

离散元法适用于各类不连续介质的数值仿真，对于路基土此类不连续介质，能更好地模拟其在外部作用下的变化情况。压实度表征是道路压实质量的指标，实际工程中道路各层位达到设计压实度，是道路承载能力的基本保证。在实际工程中，对不同的路基土(细粒土、粗粒土等)，应采用不同的压实类型(静力压实、振动压实等)，选用不同的压实参数，但这一选取有很大的经验性。

发明内容

发明目的：本发明公开了一种获取压实作用下路基土压实度的方法，通过对压实过程的仿真，最终获取路基土压实度，可为路基土压实前制定压实类型、压实参数提供参考，改善当前路基土压实过程中较为依赖以往经验的情况，进一步指导路基土压实工作。

技术方案：一种获取压实作用下路基土压实度的方法，1、一种获取压实作用下路基土压实度的方法，其特征在于：在离散元软件 PFC3D中导入建模软件SolidWorks所建模型，通过对压实过程的仿真，最终获取路基土压实度；包括以下步骤：

(1)路基土最大干密度测试试验模拟；根据路基土的类型，可分为细粒土击实试验模拟和粗粒土振动台试验模拟两类；步骤(1)中所述的路基土最大干密度测试试验模拟，在PFC3D软件中进行；在 PFC3D软件中，参考实际土体级配曲线，用ball分档模拟土粒，ball的密度等于土体实测土粒比重；由于实际土体粒径过小，模拟时应在实际级配曲线各档基础上扩大10倍及以上，减少细小颗粒含量，以确保模拟计算效率；

在此基础上，采用试错法标定土体的微观参数，其中细粒土采用线性接触模型；在此基础上，采用试错法标定土体的微观参数，其中细粒土采用线性接触模型、接触粘结模型、粗粒土采用线性接触模型和滑动模型；其中线性接触模型包含接触法向刚度kn和接触切向刚度ks两参数；接触粘结模型包含法向强度σ和切向强度τ两参数，粗粒土采用线性接触模型包含接触法向刚度kn和接触切向刚度ks两参数；滑动模型包含摩擦系数fric一个参数；试错法标定微观参数时所用的细粒土实际土样，其含水率应当满足击实试验实测获得的最佳含水率。

(2)路基土压实过程模拟；根据压实类型，可分为静力压实和振动压实两类；

(3)路基土压实度获取；考虑到所建路基土离散元模型最大干密度与路基土实测最大干密度的差异，本步中压实度用路基土模拟压实后的干密度与步骤(1)中模拟试验中所得的最大干密度之比计算得到。

本发明进一步改进在于：步骤(1)中所述的路基土最大干密度测试试验模拟，应用已标定微观参数的路基土材料，在PFC3D软件中模拟细粒土击实试验或粗粒土振动台试验，完成后测量此时土样总体积V₁，并获取模拟土颗粒用的ball的总体积V₀，则模拟试验中路基土最小孔隙率