(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211144466.X (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 湖北工业大 学 地址 430068 湖北省武汉市洪山区南李路 28号 (72)发明人 李丽华　沈轩宇　肖衡林　马强　 刘一鸣　李文涛　黄少平　梅利芳　 白玉霞　贾志勇　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 专利代理师 杨震 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/02(2006.01) E01B 2/00(2006.01)E02D 1/08(2006.01) (54)发明名称 一种铁路路基疲劳动剪应变门槛的测试方 法 (57)摘要 本申请公开了铁路路基疲劳动剪应变门槛 的测试方法。 该测试方法包括： (1)采用应力控制 式动三轴装置， 对待测试样施加M级轴向动应力， 在施加每级轴向动应力的过程中， 振动次数为N 次， N次振动分别对应的轴向动应变幅值， 其中所 述M的取值界定为使待测试样被完全破坏； (2)根 据所述轴向动应变幅值、 振动次数N和轴向动应 力施加的级数M， 获得动弹模量与振动次数的对 应关系； (3)根据所述对应关系确定门槛动应力 σd0； (4)根据所述门槛动应力得到疲劳动剪应 变门槛γtvL。 本申请测定方法克服了传统需要剪 应变控制式共振柱仪， 更加方便简洁且费用较 低， 适合国内大 范围推广使用。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115541372 A 2022.12.30 CN 115541372 A 1.一种铁路 路基疲劳动剪应 变门槛的测试 方法， 其特 征在于， 包括： (1)采用应力控制式动三轴装置， 对待测试样施加M级轴向动应力， 在施加每级轴向动 应力的过程中， 振动次数为N次， N次振动 分别对应的轴向动应变幅值， 其中所述M的取值界 定为使待测试样被完全 破坏； (2)根据所述轴向动 应变幅值、 振动次数N和轴向动 应力施加的级数M， 获得动弹模量与 振动次数的对应关系； (3)根据所述对应关系确定门槛动应力σd0； (4)根据所述门槛动应力得到疲劳动剪应 变门槛γtvL。 2.根据权利要求1所述测试 方法， 其特 征在于， 所述 N次为10000次以上。 3.根据权利要求1所述测试方法， 其特征在于， 施加相邻的二级轴向动应力的过程之间 还包括： 使待测试样的土样充分恢复。 4.根据权利要求1所述测试方法， 其特征在于， 在步骤(1)之前还包括： 采用所述应力控 制式动三轴装置， 对待测试样施加等向固结压力， 并打开 排水阀， 使试样充分排水固结。 5.根据权利要求1所述测试方法， 其特征在于， 步骤(3)具体为， 根据应变莫尔圆方法确 定门槛动应力σd0。 6.根据权利要求1所述测试 方法， 其特 征在于， 步骤(2)具体包括以下步骤： 1)以振次N对数值为横坐标， 动弹模量为纵坐标， 在同一坐标系下绘制各级动应力幅值 作用下对应的Ed‑lgN曲线； 2)分析各级动应力水平下Ed‑lgN曲线的走势特 征， 并对曲线 线型进行分类； 3)动弹模量Ed处于水平波动状态时的Ed‑lgN曲线为临界型曲线， 该曲线对应的最大动 弹模量为门槛动模量Ed0， 相应的轴向动应力幅值 为门槛动应力σd0。 7.根据权利要求1所述测试 方法， 其特 征在于， 所述 步骤(4)具体包括以下步骤： 1)门槛动应 变按公式εd0＝( σd0/Ed0)×[1‑2 μ2/(1‑μ )]计算， 其中 μ为土的泊松比； 2)绘制应变莫尔圆： 令大主应变εd1＝εd0， 小主应变εd3＝0.5εd1， 以( εd1‑εd3)/2为半径， 以[( εd1+εd3)/2,0]为圆心， 绘制应变莫尔圆， 该 圆的半径 R即为最大剪应变γdmax值， 则疲劳 动剪应变门槛γtvL＝γdmax。 8.根据权利要求1所述测试方法， 其特征在于， 步骤(4)之后还包括： 根据动剪应变法评 价铁路路基长期动力稳定性能； 所述根据动剪应 变法评价铁路 路基长期动力稳定性能， 具体包括以下步骤： 1)确定铁路路基面处总有效振速Vres,eff,su； 2)确定路基面下任意深度处有效振速Vres,eff,z； 3)确定剪切波速 CS； 4)计算不同深度处(路基 基床表面、 中部、 底部)的动剪应 变γd； 5)通过应力控制式疲劳动三轴试验确定路基土的疲劳动剪应 变门槛γtvL； 6)按γd≤γtvL评价铁路 路基的长期动力稳定性能。 9.根据权利要求1所述测试方法， 其特征在于， 每级轴向动应力施加的终止条件为： a) 振动次数超过10000次而轴向动应变 幅值仍非常小或接近于0， 且土样结构完好； b)产生较 为明显的轴向变形， 但轴向动应变幅值随振次的增大区域稳定且小于10％， 土样仍未完全 失稳。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115541372 A 210.根据权利要求1所述测试方法， 其特征在于， 所述M的取值界定为： a)最后一级轴向 动应力施加的过程中轴向动应变幅达到10％； b)轴向动应变幅小于10％但土样已完全破 坏。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115541372 A 3