[發明專利]一種通過觀測孔隙水壓力以控制路基加載速率的方法

有效

• 申請號: 201210569851.9
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103205956A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 吳定略;盧自立;陳瑞禮;楊文亞
• 申請（專利權）人: 廣東省長大公路工程有限公司
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00;E01C3/04
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 李永慶

技術領域

本發明涉及一種高速公路建設工程，具體是指一種通過觀測孔隙水壓力以控制路基加載速率的方法。?

背景技術

在高速公路建設中，利用孔隙水壓力計觀測軟土地基在外加荷載作用下軟土中孔隙水壓力漲消過程以控制加載速率，目前已得到一定的應用。?

孔隙水壓力觀測是通過孔隙水壓力計來實施的。孔壓計種類較多，如水管式、測壓管式、差動電阻式等等、由于鋼弦式孔隙水壓力計具有穩定性好、靈敏度高、使用簡單、方便等特點，因而得到普遍應用。鋼弦式孔隙水壓力計組成部份與工作原理如下：鋼弦式孔隙水壓力計主要構造由透水石與壓力傳感器兩部份組成：透水石材料一般由氧化硅或不銹金屬粉末制成，具有很高的透水性能。鋼弦式壓力傳感器。由不繡鋼承壓膜、鋼弦、支架殼體和信號傳輸電纜組成。其構造是將一根鋼弦的一端固定在承壓膜中心，另一端固定在支架上，鋼弦旁邊安裝一電磁圈，用以激振和感應頻率信號。鋼弦式頻率測定儀。為鋼弦式孔隙水壓力計的配套（儀器）設備，用其收集孔隙水壓力計測頭頻率。?

????鋼弦式孔隙水壓力計在測頭承壓膜上承受壓力使膜變形后，使得固定于膜上的鋼弦變形松弛，從而改變弦的自振頻率，應用鋼弦頻率計（測讀儀）接收其自振頻率，即可根據下式求得其作用力（孔隙水壓力）。兩者關系如下：?

u?=?k（f?_0?^2?–?f_1?²）………………………………………..(1)

式中：u?為孔隙水壓力（kPa）

?k?為常數，稱為傳感器系數，由室內標定給出；

f?_0??零壓力（大氣壓力）下鋼弦的自振頻率（Hz）

?f_1?為在孔隙水壓力作用下，鋼弦自振頻率，通過鋼弦式頻率測定儀測讀不同時刻鋼弦自振頻率（Hz）便可求得孔隙水壓力u（kPa）。

孔壓計埋沒后即可進行觀測。觀測時，將鋼弦式頻率測定儀與孔壓計屏蔽電纜中接頭相連接，在鋼弦式頻率測定儀上即顯示出該（孔隙水壓力計）測點的自振頻率（Hz）。按（1）式即可求得該點在該測次時的孔隙水壓力U?(kPa)，據此，可方便繪制出孔隙水壓力U與時間t關系過程線。?

由于引起軟基產生形變的是超孔隙水壓力，因此還需對地下水位漲落情況進行觀測，以便對監測所得孔隙水壓力U進行修正。修正后的孔隙水壓力為超孔隙水壓力u?，可按上述方法繪制出超孔隙水壓力過程線。?

此外，在進行孔隙水壓力觀測的同時還需進行荷載增量（填土厚度h）的觀測，為便于比較荷載增量與超孔隙水壓兩者間漲落關系，可將其編繪在同一圖上，即荷載、超孔隙水壓力與時間關系過程線。很明顯，可定性了解孔隙水壓力與荷載兩者之間的關系。但從定量上分析兩者間的關系以用于控制填土速率則顯得力不從心。?

????現階段，采用孔隙水壓力以控制填土速率的方法是“單級孔壓系數”與“綜合孔壓系數”監控法。根據開普頓（A.W.Skempton）提出的孔隙水壓力理論，孔隙水壓力系數表達式為：?

B_單級=Δu/ΔP????????????????????????????????????（2）

綜合孔隙水壓力系數Ｂ_綜合表達式為：

B_綜合=（U_i-U₀）/ΣP_i???_{??????????????????????????????????????????????????????}（3）_???????????????????????

上兩式中:?△u　——超孔隙水壓力增量(kPa)；

△P??——荷載增量(kPa)；

U_i——第ｉ測點孔隙水壓力(kPa)；

U₀——初始孔隙水壓力(kPa)；