基于路基注浆加固质量的检测及分析方法与流程

1.本发明涉及路面施工技术领域，尤其涉及基于路基注浆加固质量的检测及分析方法。


背景技术：

2.岩溶塌陷是岩溶区公路路基面临的首要问题，也是目前国内外认可的六大类型地质灾害之一，随着高速公路的快速发展，许多线路不可避免的要穿越岩溶发育区，路基下伏岩溶塌陷会导致基底沉陷、路面开裂等一系列地质灾害，对通车运营构成了巨大的威胁。
3.而路基注浆加固技术作为对既有道路路基加固的一种新方法，避免了“开膛破肚”式施工，施工简便，加固效果明显，对于充分利用旧路强度、节省投资、减少环境污染具有重要的经济意义和社会意义。
4.继而在岩溶区公路路基的施工过程中，需要采用路基注浆加固技术，来提升公路路基的强度，避免路基沉陷的情况发生，但由于路基注浆加固技术属于隐蔽工程，在其注浆加固后，若发生质量问题，则会达不到加固效果，继而需要对路基注浆加固质量进行检测，但现有技术中对路基注浆加固质量的检测手段较为单一，产生的数据较少，不能满足对路基注浆加固质量进行检测和分析的需求，因此本发明提出基于路基注浆加固质量的检测及分析方法以解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明的目的在于提出基于路基注浆加固质量的检测及分析方法，该基于路基注浆加固质量的检测及分析方法具有多手段检测的优点，解决现有技术中的问题。
6.为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：基于路基注浆加固质量的检测及分析方法，包括以下步骤：
7.步骤一：根据检测要求，选择合适的路段作为路基注浆加固质量的检测路段，并在选择的路段范围内，规划出试验区域，然后根据工程地质资料，选取试验区域内的路基断面作为计算原型，以路基基地中点为坐标原点建立计算模型；
8.步骤二：采用慢速维持荷载法，对试验区域进行平板静载荷试验，在平板静载荷试验中，平板对应的是承压板，反力采用堆重平台，加载使用液压千斤顶；
9.步骤三：在试验区域内布设第一测试点，并在试验区域外再布设第二测试点，其中第一测试点和第二测试点均设有若干组，根据布设的第一测试点和第二测试点的位置，依次进行圆锥动力触探试验，获得多组圆锥动力触探结果；
10.步骤四：根据构建的计算模型，并采用半正弦荷载模拟汽车荷载，路基沉降进行模拟分析；
11.步骤五：结合步骤二、步骤三和步骤四的试验结果，对该路段的路基注浆加固质量进行分析和判断。
12.进一步改进在于：所述步骤一中，试验区域的数量n大于2，并且根据试验区域的数量，对其按照数字标号的顺序进行标号。
13.进一步改进在于：所述步骤一中，路基断面中含有溶洞，在建立计算模型时，以椭球空单元代替溶洞。
14.进一步改进在于：所述步骤二中，承压板的沉降采用百分表或电阻式位移计测量，其精度≥0.01mm。
15.进一步改进在于：所述步骤二中，平板静载荷试验采用的是分级加载的方式，每级荷载加载后的第5-10min测读承压板的沉降值，之后每隔30min记录一次沉降。
16.进一步改进在于：所述步骤二中，当沉降量连续两次以上均小于0.1mm时，加载下一级载荷。
17.进一步改进在于：所述步骤三中，圆锥动力触探试验的检测深度大于地基处理深度。
18.进一步改进在于：所述步骤四中，采用注浆结石体材料单元代替椭球空单元，并使注浆结石体材料单元与原计算模型合为一体，再进行汽车交通荷载的模拟，模拟分析注浆加固后路基的承载变形性能。
19.本发明的有益效果为：该基于路基注浆加固质量的检测及分析方法通过将模拟计算试验结合实地试验的方式，对路基注浆加固质量进行检测，并通过模型计算、平板静载荷试验以及圆锥动力触探试验的配合，对不同的试验区域和不同的测试点进行试验，从而通过多种方式以及多个试验区域和测试点，获得多组试验数据，再结合多种试验数据来对当前路基注浆加固质量进行分析和判断，由此充分满足对路基注浆加固质量进行检测和分析的需求，由此来提升对路基注浆加固质量检测和分析的精准性，确定当前路基注浆加固质量。
附图说明
20.图1是本发明实施例一的步骤示意图。
21.图2是本发明实施例一的计算模型示意图
22.图3是本发明实施例一的行车荷载位置示意图。
具体实施方式
23.为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
24.实施例一
25.根据图1-图3所示，本实施例提出了基于路基注浆加固质量的检测及分析方法，包括以下步骤：
26.包括以下步骤：
27.步骤一：根据检测要求，该检测要求对应的是需要对某个大路段进行路基注浆加固质量监测，而在该大路段中，再选择合适的路段作为路基注浆加固质量的检测路段，即并非整个大路段都是需要注浆加固的，而是截取其部分小路段作为检测对象，进一步的该检测对象是属于出现路基沉降情况的，继而对其进行注浆加固，再进行对应的质量监测，进一
步的本实施例是在进行注浆加固满20天后进行试验，具体的并在选择的路段范围内，规划出试验区域，具体的试验区域的数量n大于2，试验区域数量越少，其产生的数据组就越少，继而在本实施例中，其试验区域的数量是设有5组，并且根据试验区域的数量，对其按照数字标号的顺序进行标号，方便后续对产生的试验数据进行标记存储，然后根据工程地质资料，选取试验区域内的路基断面作为计算原型，以路基基地中点为坐标原点建立计算模型；
28.具体的，在本技术中，路基其涉及到的是公路路基，而岩溶塌陷是岩溶区公路路基面临的首要问题，也是目前国内外认可的六大类型地质灾害之一，随着高速公路的快速发展，许多线路不可避免的要穿越岩溶发育区，路基下伏岩溶塌陷会导致基底沉陷、路面开裂等一系列地质灾害，对通车运营构成了巨大的威胁，继而在发生过沉降情况的试验区域，其内部是含有相关的溶洞，在本实施例中，以一组路基断面内设有一溶洞为例，溶洞沿垂直道路行车方向，且其截面形状呈椭圆形，继而再以椭球空单元代替溶洞，构建计算模型，其计算模型如图2所示；
29.步骤二：采用慢速维持荷载法，对试验区域进行平板静载荷试验，在平板静载荷试验中，平板对应的是承压板，反力采用堆重平台，加载使用液压千斤顶，在本实施例中，先采用平板静载荷试验来模拟汽车对路基产生的静态荷载，接着平板静载荷试验采用的是分级加载的方式，当规定的时间内沉降量小于规定值时，即可加下一级荷载，具体的在本实施例中，当沉降量连续两次以上均小于0.1mm时，加载下一级载荷，与此来模拟不同数量的汽车位于同一片区域下，路基注浆加固的效果，具体的，承压板的沉降采用百分表或电阻式位移计测量，其精度≥0.01mm，具体的在进行试验的过程中，每级荷载加载后的第5-10min测读承压板的沉降值，之后每隔30min记录一次沉降，同时当沉降急剧增大或者承压板周围出现明显的隆起时，终止平板静载荷试验，而终止实验则说明了当前区域内，路基注浆加固的效果较差，无需再进行相关性的分析；
30.步骤三：在试验区域内布设第一测试点，并在试验区域外再布设第二测试点，其中第一测试点和第二测试点均设有若干组，根据布设的第一测试点和第二测试点的位置，依次进行圆锥动力触探试验，获得多组圆锥动力触探结果，具体的圆锥动力触探试验的检测深度大于地基处理深度，圆锥动力触探试验是利用一定质量的重锤，将与探杆相连接的标准规格的探头打入土中，根据探头贯入土中10cm或30cm时(其中n
10
为每30cm记一次数，n
63.5
和n
120
为每10cm记一次数)所需要的锤击数，判断土的力学特性；
31.步骤四：根据构建的计算模型，并采用半正弦荷载模拟汽车荷载，路基沉降进行模拟分析，具体的，先根据地质勘查和材料试验报告，计算各材料的物理力学参数，如图1所示，该各材料为路基断面中的分层材料，接着物理力学参数如表1所示：
[0032][0033]
表1材料物理力学参数
[0034]
表1中，h为厚度，ρ为密度，e为弹性模量，ν为泊松比，φ为内摩擦角，c为黏聚力，η为阻尼，在计算模型中，模型底部边界为固定约束，两侧边界为水平约束，其他边界为自由边界，所有材料都采用弹塑性本构模型，其中弹性部分采用的是各项同性弹性模型，塑性部分采用的是mohr-coulomb模型；
[0035]
上述半正弦荷载的公式表达为：
[0036]
p(t)＝psin(ωt)0s≤t≤0.1s
[0037]
式中，ω为振动圆频率，ω＝2πv/l，v为汽车行驶速度，在此取正常运行速度30m/s，l为几何曲线波长，取l＝6m，p为标准轴载p0按照静力等效原则适当转换而来，转换后的大小为25
×
103/0.213kpa/m＝117.371kpa/m，标准轴载p0大小为0.7mpa，作用在两个荷载圆表面上，两荷载圆半径为16(10.65cm)，圆心距为36(31.95cm)；
[0038]
而荷载作用如图3所示，分别将行车荷载施加到单车道(车道1)，双车道(车道1和车道2)，3车道(车道1、2、3)，4车道(车道1、2、3、4)上，轮距取1.92m；
[0039]
进一步的采用注浆结石体材料单元代替椭球空单元，并使注浆结石体材料单元与原计算模型合为一体，模拟分析注浆加固后路基的承载变形性能，分析路基的竖向位移，从而判断路基注浆加固质量。
[0040]
步骤五：结合步骤二、步骤三和步骤四的试验结果，对该路段的路基注浆加固质量进行分析和判断，由此，在本实施例中，通过结合实地试验以及模拟计算试验，来对路基注浆加固质量进行检测和分析，确认当前路基在不同汽车荷载(静态)、不同行车荷载(动态)的作用下的效果，依次判断该路基注浆加固的质量。
[0041]
实施例二
[0042]
本实施例提出了基于路基注浆加固质量的检测及分析方法，包括以下步骤：
[0043]
步骤一：根据检测要求，选择合适的路段作为路基注浆加固质量的检测路段，并在选择的路段范围内，规划出试验区域，然后根据工程地质资料，选取试验区域内的路基断面作为计算原型，以路基基地中点为坐标原点建立计算模型，试验区域的数量n大于2，并且根据试验区域的数量，对其按照数字标号的顺序进行标号，进一步的，根据标号的顺序依次进行实验，同时每个标号所对应的地方，其实验产生的数据也是对应具体的位置，对于数据波动较大的地方，比如后续在进行平板静载荷试验时，某个标号对应的地点整体沉降量较大，并且与其他标号对应的地点沉降量存在较大的差异，则说明该地点的路基注浆加固质量出
现了相关的问题；
[0044]
步骤二：采用慢速维持荷载法，对试验区域进行平板静载荷试验，在平板静载荷试验中，平板对应的是承压板，反力采用堆重平台，加载使用液压千斤顶，承压板的沉降采用百分表或电阻式位移计测量，其精度≥0.01mm，平板静载荷试验采用的是分级加载的方式，每级荷载加载后的第5-10min测读承压板的沉降值，之后每隔30min记录一次沉降，当沉降量连续两次以上均小于0.1mm时，加载下一级载荷；
[0045]
步骤三：在试验区域内布设第一测试点，并在试验区域外再布设第二测试点，其中第一测试点和第二测试点均设有若干组，根据布设的第一测试点和第二测试点的位置，依次进行圆锥动力触探试验，获得多组圆锥动力触探结果，圆锥动力触探试验的检测深度大于地基处理深度；
[0046]
步骤四：根据构建的计算模型，并采用半正弦荷载模拟汽车荷载，路基沉降进行模拟分析，其中若路基断面中含有溶洞，则在建立计算模型时，以椭球空单元代替溶洞，若没有含有溶洞，则无需代替，具体的采用注浆结石体材料单元代替椭球空单元，并使注浆结石体材料单元与原计算模型合为一体，再进行汽车交通荷载的模拟，模拟分析注浆加固后路基的承载变形性能；
[0047]
步骤五：结合步骤二、步骤三和步骤四的试验结果，对该路段的路基注浆加固质量进行分析和判断。
[0048]
本实施例与实施例一的主要区别在于，在本实施例中，在路基进行注浆加固满7天后、满15天后以及满30天后进行试验，通过多手段以及多个不同的时间点进行实验，具体的，不同时间点进行的实验是由平板静载荷试验以及圆锥动力触探试验组成，从而产生更多的实验数据，同时在实验上具有一定的时间跨度，从而提升对当前路基注浆加固质量结果的精准性。
[0049]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.基于路基注浆加固质量的检测及分析方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：根据检测要求，选择合适的路段作为路基注浆加固质量的检测路段，并在选择的路段范围内，规划出试验区域，然后根据工程地质资料，选取试验区域内的路基断面作为计算原型，以路基基地中点为坐标原点建立计算模型；步骤二：采用慢速维持荷载法，对试验区域进行平板静载荷试验，在平板静载荷试验中，平板对应的是承压板，反力采用堆重平台，加载使用液压千斤顶；步骤三：在试验区域内布设第一测试点，并在试验区域外再布设第二测试点，其中第一测试点和第二测试点均设有若干组，根据布设的第一测试点和第二测试点的位置，依次进行圆锥动力触探试验，获得多组圆锥动力触探结果；步骤四：根据构建的计算模型，并采用半正弦荷载模拟汽车荷载，对汽车荷载作用下路基沉降进行模拟分析；步骤五：结合步骤二、步骤三和步骤四的试验结果，对该路段的路基注浆加固质量进行分析和判断。2.根据权利要求1所述的基于路基注浆加固质量的检测及分析方法，其特征在于：所述步骤一中，试验区域的数量n大于2，并且根据试验区域的数量，对其按照数字标号的顺序进行标号。3.根据权利要求1所述的基于路基注浆加固质量的检测及分析方法，其特征在于：所述步骤一中，路基断面中含有溶洞，在建立计算模型时，以椭球空单元代替溶洞。4.根据权利要求1所述的基于路基注浆加固质量的检测及分析方法，其特征在于：所述步骤二中，承压板的沉降采用百分表或电阻式位移计测量，其精度≥0.01mm。5.根据权利要求1所述的基于路基注浆加固质量的检测及分析方法，其特征在于：所述步骤二中，平板静载荷试验采用的是分级加载的方式，每级荷载加载后的第5-10min测读承压板的沉降值，之后每隔30min记录一次沉降。6.根据权利要求1所述的基于路基注浆加固质量的检测及分析方法，其特征在于：所述步骤二中，当沉降量连续两次以上均小于0.1mm时，加载下一级载荷。7.根据权利要求1所述的基于路基注浆加固质量的检测及分析方法，其特征在于：所述步骤三中，圆锥动力触探试验的检测深度大于地基处理深度。8.根据权利要求1所述的基于路基注浆加固质量的检测及分析方法，其特征在于：所述步骤四中，采用注浆结石体材料单元代替椭球空单元，并使注浆结石体材料单元与原计算模型合为一体，模拟分析注浆加固后路基的承载变形性能。

技术总结
本发明提出基于路基注浆加固质量的检测及分析方法，包括先规划场地，并在场地内布设对应的试验区域和监测点，之后根据布设的试验区域，建立以路基断面作为计算原型，并以路基基地中点为坐标原点建立计算模型，对试验区域进行模拟试验，再采用平板静载荷试验和圆锥动力触探试验进行实地试验，将模拟计算试验结合实地试验的方式，对路基注浆加固质量进行检测，并通过模型计算、平板静载荷试验以及圆锥动力触探试验的配合，对不同的试验区域和不同的测试点进行试验，从而通过多种方式以及多个试验区域和测试点，获得多组试验数据，再结合多种试验数据来对当前路基注浆加固质量进行分析和判断，由此来提升对路基注浆加固质量检测和分析的精准性。测和分析的精准性。测和分析的精准性。


技术研发人员：骆俊晖 畅振超 廖来兴 黄海峰 莫鹏 王诗海 吴春伟
受保护的技术使用者：广西北投交通养护科技集团有限公司
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/7/25