落球儀測(cè)試土質(zhì)路基模量方法

適用范圍

本方法適用于落球儀快速測(cè)試粘土、粉土、砂石土、礫石土土質(zhì)路基的壓縮模量和回彈模量。

儀具與材料技術(shù)要求

落球儀由碰撞裝置、信號(hào)采集裝置、測(cè)試及解析軟件等組成，其影響深度為 250mm，主要技術(shù)要求如下：

（1）碰撞裝置：由球冠、把手構(gòu)成，材質(zhì)采用不銹鋼，退火硬度不大于 235HB，淬火回火硬度不小于 192HB。球冠曲率半徑為(120±5)mm，當(dāng)球冠表面有凹凸不平時(shí)，應(yīng)更換，球冠質(zhì)量為(19.1±0.2)kg，把手質(zhì)量應(yīng)小于 1.3 kg。

（2）信號(hào)采集裝置：采用加速度傳感器，該加速度傳感器安裝在碰撞球冠中，可記錄下落體與結(jié)構(gòu)對(duì)象發(fā)生碰撞時(shí)的加速度變化過程。其中：

①系統(tǒng)應(yīng)具有預(yù)觸發(fā)機(jī)能；

②信號(hào)增益應(yīng)可調(diào)，以適應(yīng)不同強(qiáng)度的土體；

③A/D 卡的采樣間隔不應(yīng)長于 2us，分辨率不應(yīng)低于 16Bit。

（3）測(cè)試及解析軟件：能夠記錄、保存測(cè)試數(shù)據(jù)，具備濾波功能并能夠自動(dòng)分析各測(cè)試參數(shù)。

方法與步驟

選擇測(cè)試區(qū)域，在測(cè)試區(qū)域做好標(biāo)記并編號(hào)，每車道可（10-20）m 設(shè)一測(cè)區(qū)，測(cè)區(qū)還應(yīng)滿足以下條件：

（1）表面無明顯積水或潮濕現(xiàn)象，無明顯碎石等雜物，表面填筑材料

較為均勻。

（2）土基面坡度小于 10°。

（3）附近無影響測(cè)試的施工作業(yè)、磁場(chǎng)、靜電等。

測(cè)區(qū)布置

每個(gè)測(cè)區(qū)至少包含 7 個(gè)測(cè)點(diǎn)，各測(cè)點(diǎn)間間距應(yīng)大于 500mm，并避開明顯的大粒徑填料。測(cè)點(diǎn)布置可參考圖。

參數(shù)設(shè)置 

設(shè)定球冠的質(zhì)量、曲率半徑、模量、泊松比及其下落高度，并根據(jù)測(cè)試路段的材料種

類，依據(jù)下表選取合適的泊松比（ Us）和修正系數(shù)（K）。

各材料泊松比及修正系數(shù)

 測(cè)試步驟

（1）將落球儀放至測(cè)點(diǎn)區(qū)域，調(diào)節(jié)限位支架以保證球冠底部距測(cè)點(diǎn)表面的距離為 0.5m。

若不采用限位支架，則應(yīng)用直尺量測(cè)球冠底部距測(cè)點(diǎn)表面的高度，并保證其為 0.5m。  

（2）手扶把手垂直提升至限定位置，松開把手，讓球冠做自由落體，并與測(cè)試面碰撞，設(shè)備自動(dòng)采集并輸出該測(cè)點(diǎn)的壓縮或回彈模量Ej。

（3）有效測(cè)點(diǎn)的測(cè)試波形應(yīng)近似為半個(gè)正弦波，如果波形噪聲太大（如毛刺太多），可在測(cè)點(diǎn)鋪一層報(bào)紙或塑料薄膜，以減少土體材料與球冠的摩擦靜電。

（4）確認(rèn)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)有效后，保存采集數(shù)據(jù)。每個(gè)測(cè)點(diǎn)只能測(cè)試 1 次，在同一位置不能重復(fù)測(cè)試。