內(nèi)蒙古地區(qū)典型路基土動(dòng)態(tài)回彈模量研究

張宜洛， 李寧， 鄧展偉， 董學(xué)超， 程英倫

(1.長(zhǎng)安大學(xué) 公路學(xué)院， 陜西 西安 710064； 2.廣西北投公路建設(shè)投資集團(tuán)有限公司， 廣西 南寧 530028)

內(nèi)蒙古地區(qū)主要以溫帶大陸性氣候?yàn)橹?，年平均氣?～8 ℃，夏季高溫30 ℃左右，冬季低溫-30 ℃左右，氣溫年差較大。根據(jù)對(duì)路基內(nèi)部觀測(cè)研究，冬季路基會(huì)進(jìn)入冰凍狀態(tài)，春季融化，路基反復(fù)進(jìn)行凍融循環(huán)，對(duì)路基強(qiáng)度造成一定的影響。在中國(guó)現(xiàn)在采用的路面設(shè)計(jì)方法中，回彈模量是表征路基強(qiáng)度的重要力學(xué)指標(biāo)，是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用的重要參數(shù)。在道路的運(yùn)營(yíng)過程中，隨著路基內(nèi)部含水率狀況的變化以及路基經(jīng)受的凍融循環(huán)作用都會(huì)導(dǎo)致路基回彈模量的變化。

國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)路基土的動(dòng)態(tài)模量進(jìn)行了相關(guān)研究，Khoury等[1]對(duì)砂土路基與黏土路基進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，分析試驗(yàn)結(jié)果可以得出，與砂土相比，黏土對(duì)于含水率更加敏感，同時(shí)砂土和黏土路基回彈模量對(duì)于含水率的變化由于干濕循環(huán)而存在滯后現(xiàn)象；Chamberlain等[2]對(duì)細(xì)粒土進(jìn)行了凍融循環(huán)試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)細(xì)粒土受凍融循環(huán)的影響與其塑性指數(shù)有關(guān)，塑性指數(shù)越大，土體孔隙比下降及滲透性提高的現(xiàn)象越明顯；常丹等[3]對(duì)青藏高原的粉砂土凍融特性展開研究，結(jié)果表明粉砂土的力學(xué)性質(zhì)受凍融循環(huán)作用影響顯著，在經(jīng)過7～9次的凍融循環(huán)后，粉砂土的彈性模量、抗剪強(qiáng)度等力學(xué)指標(biāo)達(dá)到最小值，同時(shí)發(fā)現(xiàn)凍結(jié)過程中溫度對(duì)土體力學(xué)指標(biāo)影響較??；Seed等[4]對(duì)路基土進(jìn)行動(dòng)態(tài)回彈模量測(cè)試，認(rèn)為偏應(yīng)力較小(<105 kPa)時(shí)，回彈模量隨著偏應(yīng)力的增大而減小，偏應(yīng)力較大(>105 kPa)時(shí)，回彈模量隨著偏應(yīng)力增大而增大，但變化幅度較小。路基中承受的偏應(yīng)力較小，因此其動(dòng)態(tài)回彈模量隨著偏應(yīng)力的增大而減??；Rahim等[5]通過對(duì)不同粒徑路基土動(dòng)態(tài)回彈模量測(cè)試，偏應(yīng)力對(duì)粗粒土回彈模量影響較小，對(duì)細(xì)粒土回彈模量影響較大，隨著偏應(yīng)力增加，細(xì)粒土回彈模量逐漸降低；王大雁等[6]對(duì)黏土的凍融特性進(jìn)行研究，結(jié)果表明凍融循環(huán)次數(shù)越多，土的黏聚力逐漸減小，但土的內(nèi)摩擦角呈現(xiàn)不規(guī)律的波動(dòng)變化，表明凍融循環(huán)作用對(duì)內(nèi)摩擦角的影響并無明顯的規(guī)律。綜上所述，國(guó)內(nèi)外對(duì)路基土動(dòng)態(tài)回彈模量進(jìn)行不少研究，但是結(jié)合內(nèi)蒙古地區(qū)特定氣候條件下的路基土以及土樣細(xì)粒含量進(jìn)行研究相對(duì)比較缺乏。

該文主要針對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)高速公路路基土在路基典型應(yīng)力水平下，分析不同地區(qū)土質(zhì)受應(yīng)力水平、含水率以及凍融循環(huán)后的動(dòng)態(tài)回彈模量的變化情況，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，提出了內(nèi)蒙古典型地區(qū)凍融循環(huán)折減系數(shù)，為內(nèi)蒙古地區(qū)高速公路季節(jié)性凍土地區(qū)路基回彈模量設(shè)計(jì)提供服務(wù)。

1 試驗(yàn)

1.1 原材料

在內(nèi)蒙古境內(nèi)5個(gè)地區(qū)進(jìn)行土樣采集，取土點(diǎn)位于路基邊坡處，取土?xí)r清除邊坡表面的雜草、腐殖土等，剖開邊坡坡面的表層浮土，形成取土坑。對(duì)所取土樣的基本物理參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見表1，土樣顆粒組成見表2。

表1 土樣基礎(chǔ)物理指標(biāo)

表2 土樣顆粒組成

1.2 土質(zhì)類型和細(xì)粒含量

結(jié)合表2以及內(nèi)蒙古地區(qū)土質(zhì)取樣的分析結(jié)果，可以得到：東勝G65高速、臨河G6高速土樣粒徑<0.075 mm的細(xì)粒組質(zhì)量為總質(zhì)量的5%～15%，土質(zhì)類型為含細(xì)粒土砂。呼和浩特G0601高速、通遼G2511高速土樣粒徑<0.075 mm的細(xì)粒組質(zhì)量為總質(zhì)量的15%～50%，土質(zhì)類型為細(xì)粒土質(zhì)砂。赤峰G45高速土樣粒徑<0.075 mm的細(xì)粒組質(zhì)量為總質(zhì)量的59.74%，其土質(zhì)類型為黃土。

2 試驗(yàn)方案

2.1 試件尺寸和制備

試件尺寸與顆粒的最大粒徑有關(guān)，根據(jù)土樣的物理參數(shù)，該文試驗(yàn)中試件尺寸為直徑100 mm、高200 mm的圓柱體試件，采用靜壓方式成型試件。根據(jù)試驗(yàn)測(cè)得的不同土樣的最佳含水率及最大干密度，配制試件前將土樣烘干，同時(shí)考慮試件的壓實(shí)度。

2.2 圍壓、偏應(yīng)力對(duì)動(dòng)態(tài)回彈模量影響的試驗(yàn)方案

在內(nèi)蒙古不同高速公路設(shè)置10個(gè)調(diào)查點(diǎn)，得到了各類車的平均軸載譜。在雙聯(lián)軸軸載譜中可以看出：7類車和8類車的軸重主要分布在100～230 kN，6類車軸重主要分布在50～100 kN和220～280 kN。從單軸雙胎的軸載譜中可以看出：6、7、8、10類車的軸重主要分布在40～80 kN和100～160 kN。從三聯(lián)軸軸載譜中可以看出：8、9、10類車的軸重主要分布在50～150 kN和200～380 kN。根據(jù)對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)高速公路車輛軸載譜調(diào)查分析，其典型軸載選取為100、130、150、200、300 kN。

分析路基應(yīng)力時(shí)，路基內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力是荷載應(yīng)力和自重應(yīng)力的疊加。

路基土計(jì)算點(diǎn)處的自重應(yīng)力按式(1)確定：

(1)

路基土的總垂直應(yīng)力與總側(cè)向應(yīng)力按式(2)、(3)確定：

總垂直應(yīng)力：

σ1=σz+σ0

(2)

總側(cè)向應(yīng)力：

σ3=σx,y+k0p0

(3)

對(duì)半剛性基層瀝青路面、柔性基層瀝青路面以及組合式基層瀝青路面3種結(jié)構(gòu)類型在典型荷載條件下的路基應(yīng)力進(jìn)行試驗(yàn)，得到內(nèi)蒙古高速公路路基應(yīng)力水平如表3所示。

表3 內(nèi)蒙古高速公路路基應(yīng)力水平

由表3可以看出：路基側(cè)向應(yīng)力分布在(10 kPa，40 kPa)，并且大部分分布在(10 kPa，30 kPa)范圍內(nèi)，路基豎向應(yīng)力分布在(10 kPa，60 kPa)，大部分分布在(20 kPa，50 kPa)范圍內(nèi)。

試驗(yàn)的加載波形為半正弦波，加載頻率為1 Hz，加載間隔為1 s，荷載作用于試件上的時(shí)間為0.2 s，加載完成后的間歇時(shí)間為0.8 s，試驗(yàn)前對(duì)試件先預(yù)壓1 000次，然后在每級(jí)應(yīng)力水平下加載的次數(shù)為100次。

試驗(yàn)采用GDS動(dòng)態(tài)三軸儀，在選取土樣各自最佳含水率條件下，測(cè)試不同土樣在不同應(yīng)力水平下的動(dòng)態(tài)回彈模量。試驗(yàn)加載序列如表4所示[7]。

表4 試驗(yàn)加載序列

2.3 含水率對(duì)動(dòng)態(tài)回彈模量影響試驗(yàn)方案

為研究含水率對(duì)路基土回彈模量的影響，選取最佳含水率附近的3個(gè)含水率wopt-3%、wopt、wopt+3%，分別進(jìn)行回彈模量測(cè)試，動(dòng)態(tài)回彈模量測(cè)試序列有16組，每一組測(cè)試應(yīng)力水平下都有一個(gè)回彈模量值，為便于分析，從16組測(cè)試序列中選取最符合路基實(shí)際應(yīng)力狀況的3組應(yīng)力水平進(jìn)行分析。

2.4 凍融循環(huán)對(duì)動(dòng)態(tài)回彈模量的影響試驗(yàn)方案

內(nèi)蒙古地區(qū)冬季平均最低氣溫為-25 ℃左右,根據(jù)測(cè)得路基內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)，該地區(qū)路基內(nèi)部最低溫度為-6 ℃，試件內(nèi)部溫度從-25 ℃下降到-6 ℃所需的時(shí)間大概為6 h。融化時(shí)的溫度設(shè)為20 ℃，試件內(nèi)部溫度從凍結(jié)溫度上升到20 ℃也同樣需要6 h。所以凍融循環(huán)試驗(yàn)凍結(jié)溫度設(shè)為-25 ℃，凍結(jié)時(shí)間為6 h，融化溫度設(shè)為20 ℃，融化時(shí)間為6 h。

試驗(yàn)采用GDS動(dòng)態(tài)三軸儀，在試件經(jīng)受0、3、6、9、12次凍融循環(huán)后，選取最符合路基實(shí)際應(yīng)力狀況的3組應(yīng)力σ3=20 kPa，σd=30 kPa；σ3=20 kPa，σd=45 kPa；σ3=30 kPa，σd=45 kPa，分析其回彈模量的變化規(guī)律[8]。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 圍壓對(duì)動(dòng)態(tài)回彈模量的影響分析

試驗(yàn)中圍壓應(yīng)力選取10、20、30、40 kPa 4種，偏應(yīng)力選取15、30、45、60 kPa 4種，其應(yīng)力組合范圍與內(nèi)蒙古路基應(yīng)力狀況相符合。不同圍壓作用下路基回彈模量變化如圖1所示。

圖1 不同圍壓下的路基回彈模量變化圖

從圖1中可以看出：對(duì)于不同地區(qū)的土樣，在偏應(yīng)力一定的情況下，動(dòng)態(tài)回彈模量隨著圍壓的增大而不斷增大，整體上近似于線性增長(zhǎng)。但是圍壓從10～40 kPa過程中，不同地區(qū)土樣的增長(zhǎng)幅度略有差異，從5個(gè)地區(qū)的不同土樣中，選取東勝土樣和呼和浩特土樣定量分析圍壓對(duì)回彈模量的影響。

隨著圍壓等級(jí)的增加，東勝土樣的回彈模量在相鄰兩個(gè)圍壓等級(jí)間的增大幅度為8～13 MPa，逐級(jí)增長(zhǎng)率最大為13.7%，最小為7.9%。在圍壓從10 MPa增加到40 MPa的過程中，回彈模量整體變化幅度分別為31.3、31.3、30.4、30.6 MPa，整體變化率為34%～39%。呼和浩特市土樣的回彈模量在相鄰兩個(gè)圍壓等級(jí)間的增大幅度為5～12 MPa，逐級(jí)增長(zhǎng)率最大為13.1%，最小為5.9%。在偏應(yīng)力分別為15、30、45、60 kPa的條件下，回彈模量整體變化率為28%～30%?？梢钥闯龊艉秃铺赝翗釉趪鷫鹤兓瘲l件下回彈模量的增長(zhǎng)幅度小于東勝土樣。

綜合分析5種土樣的回彈模量變化規(guī)律，赤峰土樣為黃土，其在圍壓變化條件下的回彈模量變化幅度最小，整體變化率為10%～20%，其余4種土樣屬于細(xì)粒土砂或細(xì)粒土質(zhì)砂，結(jié)合土樣的細(xì)粒含量(東勝土樣中<0.075 mm的細(xì)粒含量為9.58%，呼和浩特土樣中的細(xì)粒含量為29.88%)發(fā)現(xiàn)：細(xì)粒含量對(duì)土樣的整體動(dòng)態(tài)回彈模量的影響較大，隨著圍壓的增大，細(xì)粒含量較多的土樣的整體動(dòng)態(tài)回彈模量增長(zhǎng)幅度呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。這是由于在圍壓增大過程中，土顆粒會(huì)相互擠壓，出現(xiàn)相互嵌入的現(xiàn)象，顆粒排列也會(huì)比較規(guī)則，土樣的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但隨著圍壓的進(jìn)一步增大，土顆粒會(huì)發(fā)生滑移，部分顆粒的棱角也會(huì)被破壞，進(jìn)一步填充到試樣的孔隙中，顆粒重新排列之后，顆粒之間更為緊密，結(jié)構(gòu)也更穩(wěn)定。由于細(xì)粒含量較少的土樣有足夠的空間去滿足土顆粒的運(yùn)動(dòng)和排列過程，所以并不會(huì)發(fā)生體積膨脹的現(xiàn)象，而細(xì)粒含量較多的土樣由于提供的空間有限，土顆?；破扑橹螽a(chǎn)生的變形將不能恢復(fù)，最終導(dǎo)致試樣發(fā)生體脹現(xiàn)象，使試件的完整性和結(jié)構(gòu)性發(fā)生微變化，最終使土樣的動(dòng)態(tài)回彈模量變化幅度變小。

3.2 偏應(yīng)力對(duì)動(dòng)態(tài)回彈模量的影響分析

路基土在不同偏應(yīng)力等級(jí)下的回彈模量變化如圖2所示。由圖2可以看出：對(duì)于不同地區(qū)的土樣，在圍壓保持一定的情況下，動(dòng)態(tài)回彈模量隨著偏應(yīng)力的增加而不斷減小。對(duì)于不同土樣，偏應(yīng)力從15～60 kPa過程中，回彈模量的減小幅度略有不同。為充分研究偏應(yīng)力對(duì)回彈模量的影響，采用與圍壓分析相同的研究方法，從5個(gè)地區(qū)的不同土樣中，選取東勝土樣和呼和浩特土樣進(jìn)行具體的分析。

圖2 不同偏應(yīng)力下的回彈模量變化圖

隨著偏應(yīng)力等級(jí)的增加，東勝土樣的回彈模量在相鄰兩個(gè)偏應(yīng)力等級(jí)間的減小幅度為2～8 MPa，逐級(jí)減小率最大為7.3%，最小為2.4%。偏應(yīng)力從15 MPa增加到60 MPa的過程中，整體減小幅度在10～15 MPa，整體變化率為9.1%～14.1%。呼和浩特土樣的回彈模量在相鄰兩個(gè)偏應(yīng)力等級(jí)間的減小幅度為3～7 MPa，逐級(jí)減小率最大為4.9%，最小為3.1%，整體變化率為10.2%～11.8%。其他地區(qū)的土樣變化率也相對(duì)比較穩(wěn)定，即使細(xì)粒含量最大的赤峰地區(qū)，整體變化率也處于7%～10%。

根據(jù)以上應(yīng)力水平對(duì)回彈模量的影響分析可知：各個(gè)地區(qū)土樣動(dòng)態(tài)回彈模量整體變化率較為穩(wěn)定。結(jié)合土樣的細(xì)粒含量分析得到，偏應(yīng)力及土質(zhì)細(xì)粒含量對(duì)動(dòng)態(tài)回彈模量的影響不大。同時(shí)綜合不同應(yīng)力條件下的動(dòng)態(tài)回彈模量測(cè)試結(jié)果，得到偏應(yīng)力對(duì)動(dòng)態(tài)回彈模量的影響程度明顯低于圍壓。

3.3 含水率對(duì)動(dòng)態(tài)回彈模量的影響分析

根據(jù)對(duì)路基應(yīng)力的計(jì)算分析，選取σ3=20 kPa，σd=30 kPa；σ3=20 kPa，σd=45 kPa；σ3=30 kPa，σd=45 kPa 3個(gè)應(yīng)力水平下的回彈模量進(jìn)行分析。得到不同含水率下路基回彈模量變化如圖3所示。

圖3 不同含水率下的回彈模量變化圖

從圖3中可以看出：在應(yīng)力條件保持不變的情況下，各個(gè)地區(qū)土樣的回彈模量隨著含水率的增加呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，但減小幅度與路基含水率相關(guān)。當(dāng)土樣的含水率從wopt-3%變化到wopt時(shí)，回彈模量減小幅度逐漸變緩；當(dāng)土樣含水率從wopt變化到wopt+3%的過程中，回彈模量衰減幅度逐漸增加。這是由于水有潤(rùn)滑作用，隨著含水率的增大，土樣顆粒間的摩擦力減小，整體抗變形能力降低，因此含水率越大，回彈模量的變化幅度也有一定程度的增大。

雖然各個(gè)地區(qū)土樣的回彈模量隨著含水率的增大都呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，但是對(duì)于不同的地區(qū)土樣而言，減小的幅度相差很大。東勝土樣回彈模量受含水率的影響最小，隨著土樣含水率逐級(jí)增大，土樣的回彈模量逐級(jí)減小率分別為10.4%、14.4%，赤峰土樣回彈模量受含水率的影響最明顯，含水率從wopt-3%變化到wopt+3%的過程，回彈模量逐漸減小率分別為29.3%、43.7%，差異較為明顯。

結(jié)合土樣的顆粒分析結(jié)果，東勝土樣為細(xì)粒土砂，其小于0.075 mm細(xì)粒含量?jī)H為9.58%，細(xì)粒含量最??；赤峰土樣為黃土，屬于低液限黏土，其小于0.075 mm細(xì)粒含量為59.74%，是5種土樣中細(xì)粒含量最多的，同時(shí)結(jié)合其余土樣中細(xì)粒的含量與回彈模量測(cè)試結(jié)果，可以得出路基土回彈模量受含水率的影響程度與其細(xì)粒含量有關(guān)，對(duì)于試驗(yàn)中所選取的5種土樣，細(xì)粒含量越多，其回彈模量受含水率變化的影響越大。這是由于隨著含水率的增加，細(xì)顆粒表面的水膜會(huì)使土顆粒的接觸面積變小，細(xì)粒含量較多的土樣之間的內(nèi)摩擦角相比細(xì)粒含量較少的土樣內(nèi)摩擦角會(huì)明顯變小，導(dǎo)致土樣的內(nèi)聚力迅速變小，相應(yīng)的土樣抵抗變形的能力變差，最終導(dǎo)致土樣的動(dòng)態(tài)回彈模量快速下降[9]。

3.4 凍融循環(huán)對(duì)動(dòng)態(tài)回彈模量的影響

凍融循環(huán)次數(shù)對(duì)路基動(dòng)態(tài)回彈模量的影響結(jié)果見圖4。

圖4 不同凍融循環(huán)次數(shù)回彈模量變化圖

從圖4可以看出：① 對(duì)于試驗(yàn)中所選取的5種土樣，在相同的應(yīng)力測(cè)試條件下，回彈模量隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增大而不斷減?。虎?凍融循環(huán)對(duì)不同土樣的影響有一定的差異。為充分了解凍融循環(huán)作用對(duì)不同土樣的影響程度，選取σ3=20 kPa，σd=30 kPa應(yīng)力水平下的回彈模量測(cè)試結(jié)果，進(jìn)行凍融循環(huán)對(duì)回彈模量影響的定量分析。

不同地區(qū)的土樣受凍融循環(huán)的影響程度有一定的區(qū)別，赤峰土樣受凍融循環(huán)作用影響最大，經(jīng)過12次凍融循環(huán)作用后，回彈模量降低了23 MPa，東勝土樣受凍融循環(huán)作用影響最小，經(jīng)過12次凍融循環(huán)作用后，回彈模量降低了7.2 MPa。凍融循環(huán)作用過程中，不同土樣的回彈模量降低速率也有一定的差異，土樣分別經(jīng)過0、3、6、9、12次凍融循環(huán)后，赤峰土樣回彈模量變化速率為12.6%、7.3%、3.6%、2.4%，東勝土樣回彈模量變化速率為4.0%、1.9%、1.0%、0.9%，赤峰土樣經(jīng)過9～12次的凍融循環(huán)作用后，其回彈模量才逐漸趨于穩(wěn)定，東勝土樣經(jīng)過3次凍融循環(huán)后，其回彈模量變化率就已經(jīng)很小，回彈模量已經(jīng)趨于穩(wěn)定。

從凍融的微觀角度來看，凍結(jié)初期，土體會(huì)發(fā)生輕微的收縮現(xiàn)象，隨后發(fā)生明顯的凍脹變形，隨著凍結(jié)時(shí)間的延長(zhǎng)，土體持續(xù)發(fā)生凍脹現(xiàn)象。隨著凍結(jié)的繼續(xù)，土體中的空隙水和結(jié)合水開始凍結(jié)，且外界水分在毛細(xì)作用上升到一定位置后，在凍脹力的作用下促進(jìn)了水分的向上遷移并發(fā)生凍脹，土體體積快速膨脹，大量的冰充滿了土體的空隙和裂隙中[10]。土體融化時(shí)，由于溫度的升高，裂隙和空隙中的冰開始融化，土體穩(wěn)定性變差，土顆粒在自重作用下發(fā)生崩塌情況，土體產(chǎn)生了融沉變形，但是由于此時(shí)的凍脹量遠(yuǎn)大于融沉量，所以土體表現(xiàn)出顯著的膨脹變形。由于在土樣凍融之前，土樣中細(xì)粒含量增加會(huì)提高土樣的黏結(jié)性，進(jìn)而提高土樣的抗變形能力，但是土樣在凍融之后，就因?yàn)榧?xì)粒土的凍脹性削弱土樣的整體性，導(dǎo)致土樣的動(dòng)態(tài)回彈模量快速變小。這是由于土樣中的細(xì)粒含量越多，試件中的空隙率相對(duì)越小，這樣土樣的毛細(xì)作用越明顯，在同等條件下，細(xì)粒含量更多的土樣產(chǎn)生的膨脹變形量也越大，導(dǎo)致土樣動(dòng)態(tài)回彈模量變化幅度增大[11]。從試驗(yàn)過程中可以看出：砂性土在開放系統(tǒng)下，前3次凍融循環(huán)過程中，土體凍脹變形特別明顯，而3次凍融循環(huán)后，土體凍脹變形量沒有快速增加，而是趨于一個(gè)穩(wěn)定值的附近。

根據(jù)試驗(yàn)所取土樣的試驗(yàn)結(jié)果，不同土樣的動(dòng)態(tài)回彈模量受凍融循環(huán)后的影響程度差別較大?？傮w而言，前3次的凍融循環(huán)作用對(duì)土樣的影響最大，土樣的動(dòng)態(tài)回彈模量下降幅度最大，3次之后土樣回彈模量的衰減率逐漸降低。對(duì)于含有細(xì)粒較少的砂類土，經(jīng)過前3次凍融循環(huán)作用后其回彈模量的變化率就已經(jīng)比較穩(wěn)定，細(xì)粒含量較多的砂類土一般經(jīng)過6～9次凍融循環(huán)作用后其回彈模量才能趨于穩(wěn)定，對(duì)于黃土，一般需要9～12次的凍融循環(huán)作用，其回彈模量才趨于穩(wěn)定。

4 路基回彈模量折減系數(shù)的確定

路基回彈模量?jī)鋈谘h(huán)折減系數(shù)即經(jīng)受凍融循環(huán)作用后的路基回彈模量與未經(jīng)受凍融循環(huán)作用的路基回彈模量的比值，試驗(yàn)中，選取的5種土樣在經(jīng)受12次凍融循環(huán)作用后其回彈模量都能趨于穩(wěn)定，因此選取12次凍融循環(huán)后的路基回彈模量來研究不同土樣的凍融循環(huán)折減系數(shù)。

路基回彈模量具有一定的應(yīng)力依賴性，根據(jù)對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)高速公路路基應(yīng)力的分析，綜合不同應(yīng)力水平下的試驗(yàn)結(jié)果，不同地區(qū)的路基回彈模量?jī)鋈谘h(huán)折減系數(shù)如表5所示。

表5 路基回彈模量?jī)鋈谘h(huán)折減系數(shù)

5 結(jié)論

通過動(dòng)態(tài)三軸壓縮試驗(yàn)，對(duì)內(nèi)蒙古不同地區(qū)土樣進(jìn)行動(dòng)態(tài)回彈模量測(cè)試，得出以下主要結(jié)論：

(1) 動(dòng)態(tài)回彈模量隨著圍壓的增大而不斷增大，土樣中<0.075 mm的細(xì)粒含量越少，圍壓應(yīng)力對(duì)動(dòng)態(tài)模量的整體變化率的影響越大。動(dòng)態(tài)回彈模量隨著偏應(yīng)力的增加而不斷減小，偏應(yīng)力變化時(shí)，不同土樣的動(dòng)態(tài)回彈模量變化幅度的差異較小，同時(shí)綜合分析不同應(yīng)力條件下的動(dòng)態(tài)回彈模量測(cè)試結(jié)果，圍壓對(duì)動(dòng)態(tài)回彈模量的影響程度明顯高于偏應(yīng)力。

(2) 動(dòng)態(tài)回彈模量隨著含水率的增加而降低，動(dòng)態(tài)回彈模量受含水率的影響程度與其細(xì)粒含量有關(guān)，對(duì)于試驗(yàn)中所選取的5種土樣，細(xì)粒含量越高，其回彈模量受含水率變化的影響越大。

(3 ) 回彈模量隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增大而不斷減小，前3次的凍融循環(huán)作用對(duì)土樣的影響最大，對(duì)于含有細(xì)粒較少的砂類土，經(jīng)過前3次凍融循環(huán)作用后其回彈模量就趨于穩(wěn)定，隨著細(xì)粒含量的增加，一般經(jīng)過6～9次凍融循環(huán)作用后回彈模量趨于穩(wěn)定，對(duì)于黃土，一般需經(jīng)過9～12次的凍融循環(huán)作用，其回彈模量才趨于穩(wěn)定。

(4) 凍融循環(huán)折減系數(shù)為：東勝0.92、臨河0.92、呼和浩特0.84、赤峰0.76、通遼0.87。