应力重复作用对铺面工程的影响

在实际状态中，路基土受行车荷载的重复作用。因此，路基土的应力-应变关系可通过室内重复加载三轴压缩试验得到，图4-9即为多次加载-卸载偏应力（σ1-σ3）与轴向应变（ε1）的关系曲线。

图4-9　三轴条件下路基土的应力-应变关系

路基土在荷载重复作用下产生的总应变包括回弹应变和塑性应变，且每一次加载-卸载循环都会产生新的塑性应变。随着荷载作用次数的增加，总应变不断增长，但其发展取决于重复应力水平的高低。当重复应力值相对于其静载抗压强度较低时，路基土在荷载应力重复作用下被逐渐压实，土颗粒之间进一步靠拢，路基土被压密而稳定，每次循环新产生的塑性应变逐渐减少，总应变趋于稳定；而当重复应力值较高时，总应变的增长速率随着荷载的重复作用不断增大，直至发生剪切破坏，如图4-10所示。

决定总应变是否趋于稳定的重复应力临界值与荷载作用性质（持续时间、加载速度和重复频率）、路基土的类型及其湿度和密实度状态等有关。对于较干的土，其值约为静载抗压强度的0.45～0.55倍。当重复应力低于此临界值时，总应变随应力重复作用的累积规律在半对数坐标上一般呈线性关系，可表示为

图4-10　应力重复作用对应变特性的影响(www.xing528.com)

式中　ε——总应变；

a——应力一次作用下的初始应变；

b——应变增长回归系数；

N——应力重复作用次数。

当重复应力水平一定时，路基土的回弹应变在应力重复作用过程中会略有变化，但并没有特定的规律。然而，随着重复应力水平的提高，回弹应变值明显增大。由于路基土的应变软化特性，按多次重复作用后的回弹应变确定的回弹模量要比初次作用下确定的回弹模量低。

路基实际承受的是车辆动轮载的重复作用，为了模拟这一状况，宜采用重复加载的三轴压缩试验来确定路基土的回弹模量值。应力施加频率一般为20～30次/min，每次作用的持续时间为0.1～0.2 s，按重复应力反复作用600～1 000次后的回弹应变确定回弹模量Er值。