防眩板抗風載荷實驗裝置

『壹』 簡述靜載荷試驗的觀測儀器主要有哪些

1、反力裝置：設計承載力特徵值均為200kPa，反力設備按最大60t～80t准備，在如圖1所示的事專先砌築的磚牆上放屬置8根6m長的工字鋼作為載荷平台，載荷平台上周圍用土袋碼砌，然後裝入砂土作為荷重。

2、測力裝置：採用100t油壓千斤頂加壓，千斤頂型號：QYL100，額定起重量：100t，最低高度≤335㎜，起重高度≥180㎜。
3、載荷板：荷載板採用1㎡的方形鋼板和圓形鋼板以及0.866㎡的圓形鋼板。為防止載荷板產生翹曲變形，又在載荷板上面放置邊長為0.8m的方形鋼板和直徑為0.8m的圓形鋼板。
4、變形測量裝置：百分表（精度0.01㎜）

『貳』 螺旋板載荷試驗

螺旋板載荷試驗是由平板載荷試驗演變而來的一種非開挖型、能夠在賦存地下水和在地表下較大深度工作的輕便原位測試手段。該測試方法始於20世紀70年代初期，30多年來，螺旋板載荷試驗已經廣泛應用於世界各國的工程勘察中，最大工作深度已達30m。

螺旋板載荷試驗的工作原理是：通過機械或人力把地錨狀的螺旋形載荷試驗板，旋入到地下預定測試深度處，通過對螺旋承壓板逐級施加荷載，並測計地基土受壓後產生的垂向位移和所施加荷載的關系；並依此繪制地基土的應力—應變—時間關系曲線，進而求得不同深度處地基土的承載力特徵值、模量值、固結系數、土的濕陷量以及軟土的不排水抗剪強度等指標。

一、螺旋板載荷試驗裝置組成

螺旋板載荷試驗裝置有如下幾個主要部分(圖2-8)：

(1)荷載源——①地面荷載源：有液壓千斤頂、頂座、傳力桿、應力/應變自動補償伺服系統等；②地下荷載源：由壓桿內的水壓力活塞向螺旋承壓板施加荷載；

(2)反力系統：由4個大直徑反力地錨、地錨接桿、反力橫梁組成；

(3)沉降觀測裝置：由2個小直徑地錨、沉降支架、千分表等組成；

圖2-8 螺旋板載荷試驗儀示意圖

1—傳力桿；2—測計系統地錨；3—沉降支板；4—千分表；5—千斤頂；6—反力工字梁；7—反力地錨；8—測計系統橫梁；9—螺旋承壓板

(4)測壓系統：對地面荷載源，通過安裝在螺旋板上的應變式電阻感測器，和地面上的數字測力儀確定螺旋板上所受荷載源施加的荷載值；對地下荷載源，可通過施加的水壓力獲得施加的荷載值；一些螺旋承壓板頭還可以兼備測試試驗深度內地基土孔隙水壓力的功能；

(5)螺旋承壓板：既是測試時鑽進的鑽頭，又是到達試驗深度後向地基土施加荷載的承壓板。根據場地特點不同，分別有適於軟土、硬土幾種螺旋承壓板型：①ϕ113mm，螺旋承壓板面積100cm²，螺距25mm；②ϕ159.58mm，螺旋承壓板面積200cm²，螺距40mm；③ϕ195.44mm，螺旋承壓板面積300cm²；④ϕ252.23mm，螺旋承壓板面積500cm²，螺距65mm；⑤ϕ298.55，螺旋承壓板面積700cm²；與平板載荷試驗不同的是，螺旋承壓板在旋入試驗深度過程中，由於螺旋板順螺紋方向產生的切土效應，對測點地基土產生擾動，影響到測量的准確性。為此，需要對螺旋板的螺距、螺旋板材料厚度進行必要的限制，一般是取螺旋板直徑與螺距之比值為4～5；螺旋板直徑與板厚之比值為25為宜。

二、螺旋板載荷儀的安裝與調試

螺旋承壓板型號較多，這里簡要介紹螺旋承壓板的常見安裝與調試過程。

1.准備工作

最主要的是對螺旋板探頭進行標定：①絕緣測試：將探頭批量放入壓力不小15個大氣壓力的水容器中觀察1天，其絕緣性能不發生變化；②將螺旋板探頭置於率定架上，觀察加荷與讀數的線性關系，並寫出率定報告備查。

2.現場安裝

(1)要求在平整的場地上先標好測試孔位、反力地錨及測量支架地錨孔位。若雨季施工，應搭設臨時防雨設施；

(2)安裝地錨和螺旋板的順序為：旋入4 根反力地錨→旋入沉降支架的2 根地錨→將螺旋板旋到預定測試深度(信號電纜隨同旋入)。要特別注意：螺旋板頭入土時，應按每轉一圈下入一個完整螺距進行操作，即：旋入過程是每一旋次必須完成一整圈不間歇的旋入螺旋板，並盡量減少對土的擾動→安裝反力橫梁和測計系統橫梁→調整好傳力桿頂部至反力橫梁的間距(使其恰好能安裝液壓千斤頂及相配套頂頭、頂座等)→安裝千斤頂→安裝測計儀器、儀表並調整到合適位置(電子測量儀器需要預熱，以保持性能穩定)。

3.測試方法

試驗一般順高程由上而下依次進行，完成一個點的深度測試後加接傳力桿，將螺旋承壓板旋入下一試驗深度，進行新的試驗。一般測點間距根據土層變化決定，大多以1m為常規間距；遇薄層時，也不應小於0.75m；如遇有軟夾層，應事先設計好各測點深度。當土質均勻且層厚較大時，測點間距可取2～3m。

螺旋板載荷試驗方法有兩種，即應力法和應變法。

(1)應力法：用荷載等級控制沉降與時間關系的方法。①相對穩定法，也叫慢速法每級荷載施加後，間隔5min、5min、10min、10min、15min、15min測讀一次沉降，以後間隔30min 測讀一次沉降，當連續兩小時內每小時沉降量都小於0.1mm時，可認為沉降已達相對穩定標准，即可施加下一級荷載；②等速加荷法，也叫快速法 根據土體情況和當地已有測試經驗，採取分級施加荷載，每級荷載都保持固定時間間隔(5min～2h，由土的狀態決定)，每級荷載增量取預估極限承載力的1/10，直至達到極限承載力或土體破壞。

(2)應變法：試驗以等沉降速率控制載入速率。試驗中，當達到試驗設計的沉降量時，就可施加下一級荷載。此法主要適用於在荷載作用下以塑性變形為主的粘性軟土、淤泥(質)土等。沉降速率一般控制在0.25～2.0mm/min，對海相高靈敏度飽和淤泥質土、軟塑狀軟粘性土，沉降速度選擇在0.25～0.5mm/min為宜；一般粘性土、粘性軟土可取0.5～2.0mm/min。如此逐級加荷，直至土體破壞。

應力法、應變法的適用范圍：

測定地基土的承載力特徵值可選用應力法，它適於土質相對較硬或以彈性變形為主的土體，而應變法則適於土質相對較軟或以塑性變形為主的土體；測定和計算地基土的變形模量、固結系數時，必須選用慢速法才能達到計算精度；測定地基土不排水抗剪強度和不排水模量時，可採用應變法。

三、試驗成果及其應用

由於假定在螺旋板載荷試驗條件下並不考慮土體擾動對P—S曲線所產生的干擾，故對螺旋板載荷試驗所產生的數據不必修正。根據試驗數據和使用目的，可繪制相應類型的曲線，如：P—S曲線、

曲線、lgS—lgt曲線、S—lgt曲線等。

在P—S曲線上，我們可以找到3個特徵點：P_z(螺旋板面以上地基土的自重壓力)；P₀(地基土的比例極限壓力)；P_u(地基土的極限荷載)，如圖2-9所示。

1.用螺旋板載荷試驗確定地基承載力

方法一：在S—P曲線上找到比例極限荷載P₀，觀察P₀點與極限荷載P_u的位置關系，決定是否取P₀為地基承載力特徵值f_ak，方法同平板載荷試驗。

方法二：作P—S/D曲線，在P—S/D曲線上，用S/D=0.02對應的荷載為地基承載力，D為螺旋板直徑，如圖2-10所示。

圖2-9 螺旋板載荷試驗P—S曲線的特徵點

圖2-10 用相對法確定螺旋板載荷試驗中的地基承載力

2.計算地基土的變形模量

按照《岩土工程勘察規范》(GB 50021—2001)要求，地基土的變形模量E₀(MPa)由下式計算：

土體原位測試與工程勘察

式中：D為承壓板直徑或邊長(m)；P為P—S曲線線性段的壓力(kPa)；S為與P對應的沉降量(mm)；ω為與試驗深度和土類有關的系數，可按表2-9選用。

表2-9 深度載荷試驗計算系數ω取值表

註：D/Z為承壓板直徑和承壓板底面深度之比。

除規范方法外，近年來國際上還廣泛使用挪威工學院Jilmar Janbu教授提出的排水模量E和不排水模量E_u的演算法：

(1)用沉降穩定法(慢速法)可求地基土的排水模量E：

土體原位測試與工程勘察

式中：S₁₀₀、P 分別為最終沉降量(mm)和與之對應的固結荷載(kPa)；D為螺旋板直徑(mm)。

(2)用等速加荷法(快速法)可求土的不排水變形模量E_u(MPa)：

土體原位測試與工程勘察

式中：ΔP/ΔS為P—S曲線初始直線段的斜率；K為螺旋板沉降系數；R為螺旋板半徑(mm)。

根據Selvarai和Nicholas建議，K的取值范圍是：K=0.6～0.75；其值代表螺旋板葉片與地基土的粘結程度，如下圖所示。

土體原位測試與工程勘察

3.求徑向排水固結系數

圖2-11 用作圖法求地基土固結度達到90%所需的時間t₉₀

按試驗數據繪制螺旋板載荷試驗的S—

曲線(圖2-11)，取曲線前端直線段作延長線AB與時間軸相交於B點，並定義 B點以前時間為X，在時間軸找處1.31X點C，再作AC直線與

曲線相交於D，則D在時間軸上的正投影點E為地基土固結度達到90%所需的時間t₉₀，由公式(2-27)可計算出地基土的徑向排水固結系數C_h：

土體原位測試與工程勘察

式中：T₉₀為地基土固結度達到90%的時間因子，公式中的T₉₀取值為0.335；t₉₀為地基土固結度達到90%的時間(min)，按圖2-11給定方法確定；R為螺旋板半徑(mm)。

4.計算地基土的不排水抗剪強度C_u

對飽水地基土，可用公式(2-28)計算：

土體原位測試與工程勘察

式中：P_u為飽水地基土在等速加荷法(快速法)條件下求得的極限荷載值；其系數(9～11.35)代表地基土的軟硬程度，可根據土樣條件適當確定該值的大小(見下頁圖)。

對硬粘性土，Kay＆Parry推薦用公式(2-29)計算：

土體原位測試與工程勘察

土體原位測試與工程勘察

式中：P_u為飽水地基土在等速加荷法(快速法)條件下求得的極限荷載值；P_z為螺旋板載荷試驗深度以上的地基土自重荷載。

『叄』 防眩板的材質及工藝

實際上，早在1994年編制《高速公路交通安全設施設計與施工技術規范》時，相關部門就已經對防眩板的設置做出了具體和詳細的規定。不過，那時的防眩板多為鐵柵欄，需要電鍍、刷漆，也非常重，安裝比較麻煩。當時(北)京石(家莊)、廣東省惠(深)鹽(田)、江西九(江)景(德鎮)等一批國內早期高速公路用的就是這種鐵柵欄式的防眩板。該類防眩板的缺點是造價高、易生銹、不宜維護、運輸不方便，而且容易造成二次傷害，因此目前大多數地區都已經不怎麼使用。
在交通設施創新設計和生產方面，許多公司都做了不少有益的探索，這其中，有兩種探索影響深遠：
一種是吹塑工藝：將吹塑工藝應用到防眩板製作上，生產截面為棗核形板，材質為HDPE的防眩板。
另一種是模壓工藝：將玻璃鋼模壓工藝，也就是後來所說的SMC材料應用到防眩板之上。
玻璃鋼防眩板：玻璃鋼片材在高溫、高壓下成型，斷面結構成反S形狀，抗風強度顯著增強了，後來全國大部分玻璃鋼防眩板都採用這種形式。早期：也有零星企業用手糊工藝生產玻璃鋼防眩板，由於生產出來的產品個體差異太大，質量難以保證，很快就被淘汰了。
一些企業採用玻璃鋼模壓成型和吹塑成型來製作防眩板，但是由於不正當競爭和價格戰等原因，當前很多廠家生產防眩板的原材料由原來的玻璃鋼SMC材料改為便宜的BMC材料，甚至添加各種劣質填料，導致玻璃鋼防眩板的抗風載能力大大減弱，如果使用優質的產品原料生產防眩板，價格要遠遠高於其他材質。
企業用鋼板來做防眩板，熱浸鍍鋅注塑 ，抗風抗撞硬度明顯增加，產品的壽命得以提高。但該類防眩板的缺點是造價高、易生銹，而且容易造成二次傷害，因此目前已經大多數地區都已經不怎麼使用。

『肆』 防眩板的質量問題產生的原因

很多業內人士反映，防眩板在國內高速公路的實際應用中還存在許多問題，常見的如材料性能不達標、結構和安裝不盡合理等，任何一項出現偏差，都會影響防眩板的使用效果。
偷工減料 對於玻璃鋼防眩板而言，由於不正當競爭和價格戰等原因，當前很多廠家生產防眩板的原材料都變了，由原來的玻璃鋼SMC材料改為便宜的BMC材料。BMC的樹脂和玻璃纖維含量都比SMC低，同樣尺寸和厚度的玻璃鋼防眩板，BMC的強度要差得很多。對於用HDPE材料吹塑成型的防眩板，其降低成本的主要方式是向母料裡面添加碳酸鈣或回收料等填料。然而，添加此類填料後，防眩板的抗風載強度就大大降低了。有些廠家在用HDPE材料吹塑成型防眩板時，有時在母料里添加高達50%的填料，這種工藝生產出來的防眩板，其性能可想而知。如何判別HDPE材料吹塑成型的防眩板中是否含有填料，有一個簡單的辦法：將防眩板斜靠在牆角，用腳踩踏防眩板中部，防眩板會彎曲變形，然後將防眩板拿在手中仔細觀察，不加填料的防眩板變形部分會自動恢復原狀，加填料的防眩板變形部分不會自動恢復成原裝，有的甚至還會斷裂。
設計因素 原材料只是影響防眩板性能的一個因素，有時候，其問題往往出在源頭上。該有的設計圖紙將防眩板的截面做成平板結構，這種防眩板生產出來後抗風強度顯然不夠。一場台風後，大部分都斷裂了。實驗顯示，同樣材料和外形尺寸，反S斷面結構防眩板的抗風負荷是平面結構的四倍。當前在交通工程領域，很多設計人員對自己所選用的產品特點和性能普遍不了解、不專研，造成高速公路上的一些質量問題在設計階段就埋下了隱患，這一點應該值得所有設計人員認真反思。
對於防眩板的檢測，有一種土辦法可以現場檢測出其質量好壞。以90厘米高，20厘米寬的防眩板為例，兩頭用磚頭支起，中間站一個60公斤的人，如果防眩板不被壓斷，則該防眩板就是合格產品。

『伍』 平面應變斷裂韌度K_ⅠC的測試

本節內容主要來源於ISO12737：2005《金屬材料平面應變斷裂韌度K_ⅠC試驗方法》和GB/T4161-2007《金屬材料平面應變斷裂韌度K_ⅠC試驗方法》。

圖7-1 斷裂韌度K_C隨厚度B的變化

根據線彈性斷裂力學，帶裂紋體裂紋尖端附近的彈性應力場強度可用應力強度因子K（MPa·m^1/2）來度量。對Ⅰ型（張開型）裂紋的斷裂准則為：當應力強度因子K_Ⅰ達到其臨界值K_C時，裂紋即失穩擴展而導致斷裂。K_C可由帶裂紋的試件測得，它代表材料抵抗裂紋失穩擴展的能力，稱為「斷裂韌度」。試驗表明，材料的斷裂韌度K_C隨試件厚度B變化，如圖7-1所示。在試件厚度連到某一定值B₀後，斷裂韌度不再隨厚度變化，此時則認為裂紋尖端附近的材料處於平面應變狀態，其對應的斷裂韌度值稱為「平面應變斷裂韌度」，用符號K_ⅠC表示。顯然，K_ⅠC為一材料常數。

一、試件

圖7-2為標准三點彎曲試樣，S為梁的跨度，B、W為橫截面的寬和高，a為裂紋長度，（W-a）為韌帶寬度或稱韌帶尺寸。圖7-3為緊湊拉伸試樣。

圖7-2 標准三點彎曲試樣

1.主要尺寸

為滿足平面應變和小范圍屈服的條件，要求B、a、（W-a）滿足下式：

岩石斷裂與損傷

式中σ_s為材料的屈服強度，根據σ_s/E值的不同可求出試樣的最小厚度B_min和裂紋的最小長度a_min，最小尺寸如表7-1所示，我國標准採用：a/W=0.45～0.55。

圖7-3 緊湊拉伸試樣

表7-1 試樣的最小厚度B_min和裂紋的最小長度a_min

2.裂紋的製作

一般採用銑削加工或線切割，用交變載荷預制疲勞引發裂紋，應滿足下列要求：

（1）符合尖裂紋的要求：疲勞裂紋長度3～5mm（至少不小於1.5mm）。

（2）預制疲勞裂紋長度在0.025a的最後階段，疲勞應力強度因子最大值滿足：K_fmax＜0.6K_ⅠC。K_fmax＜0.00032E（MPam^1/2）（避免載荷過大鈍化裂紋尖端）。

（3）保證疲勞裂紋的擴展：疲勞應力強度因子幅度ΔK≥0.9 K_fmax。

二、測試原理

為了測定K_ⅠC值，需要對帶有裂紋的試件進行拉伸或彎曲試驗，使裂紋產生Ⅰ型擴展。而K_ⅠC就是裂紋開始失穩擴展的臨界點處所對應的應力強度因子值。採用合適的含裂紋試件，在試驗面上載入，其應力強度因子K_Ⅰ可概括為如下形式：

K_Ⅰ=F·f（a）

式中：F為載荷；a為裂紋長度；f（a）為與試件形式、外形尺寸、載入形式有關的a的函數。根據上式，應有

岩石斷裂與損傷

式中：F_Q為臨界載荷；a_Q為臨界裂紋長度。顯然，只要從試驗中測定F_Q和a_Q，即可得到K_ⅠC。

在理想平面應變條件下，裂紋前緣處的材料處於三向拉伸應力狀態，呈現良好的脆性。這時，只要裂紋一開始擴展，就會導致失穩斷裂，也就是說，開裂點即為失穩點，臨界裂紋長度a_Q等於初始的裂紋長度a。但是，對於工程平面應變條件而言，由於試件表面附近平面應力狀態的影響，裂紋開始擴展後經過一個較短的穩定擴展階段才失穩斷裂，開裂點並非失穩點。為消除側表面附近平面應力狀態所造成的塑性影響以測得作為材料常數的K_ⅠC，應取開裂點作為臨界點。但是，精確地測定開裂點是困難的，所以，在K_ⅠC試驗方法中，對於明顯地存在裂紋穩定擴展階段的情況，取裂紋等效擴展2%所對應的點（條件開裂點）作為臨界點來確定F_Q，而a_Q則近似地採用初始裂紋長度a。

三點彎曲試樣，GB/T4161-2007推薦採用的應力強度因子計算公式為

岩石斷裂與損傷

表7-2列出了三點彎曲試樣在a/W=0.45～0.55時的f（a/W）值，可方便查用。

表7-2 三點彎曲試樣的f（a/W）數值表

對於緊湊拉伸試樣，應力強度因子由下式計算：

岩石斷裂與損傷

表7-3列出了緊湊拉伸試樣在a/W=0.45～0.55時的f（a/W）值。

表7-3 緊湊拉伸試樣的f（a/W）值

續表

三、測試裝置

不同試樣的載入方法不同，三點彎曲試樣的測試裝置如圖7-4所示，試驗機為試樣提供支承和載荷，載荷信號和引伸計信號通過控制器與計算機連接，可得到載荷與切口位移的關系曲線。

圖7-4 試驗裝置示意圖

四、實驗步驟

1.試樣制備

（1）裂紋面取向應嚴格按GB/T4161—2007標准進行。在實際構件中取樣時，試件的裂紋取向應與構件中最危險的裂紋方向一致。

（2）試件厚度B可根據式（7-1）選擇。

（3）取同爐批料加工2～3件常規拉伸試件，供測σ_s用，且必須和K_ⅠC試件同爐熱處理。

（4）試件粗加工和熱處理後，再進行精加工，其最後尺寸和表面光潔度嚴格按GB/T4161—2007規定執行。

（5）小試樣用線切割機制出切口，切口根部圓弧半徑小於0.08mm。

2.預制疲勞裂紋

為了模擬實際構件中存在的尖銳裂紋，使得到的K_ⅠC數據可以對比和實際應用，試件必須在疲勞試驗機上預制疲勞裂紋。其方法是：先用線切割機在試樣上切割8mm長的機械切口，然後在疲勞試驗機上使試樣承受循環交變應力，引發尖銳的疲勞裂紋，約為2mm。

將試件打磨一遍，去掉表面油垢。在中心機械切口兩側各7.5mm處劃線，用以標記放在疲勞試驗機上；分別在兩側的機械切口前沿2mm處劃線，用以觀察其後疲勞裂紋生長到此線。預制疲勞裂紋時，應仔細監測試樣兩側裂紋的萌生情況，避免兩側裂紋不對稱發展。

3.測定條件

（1）試件厚度應在疲勞裂紋前緣韌帶部分測量三次，取其平均值作為B。測量精度要求0.02mm或0.1%B，取其中較大者記錄。

（2）試件高度應在切口附近測量三次，取其平均值作為W，測量精度要求0.02mm或0.1%W，取其中較大者記錄。

4.試驗程序

（1）在試件上粘貼刀口以便能安裝夾式引伸計，刀口外線間距不得超過22mm，安裝夾式引伸計時要使刀口和引伸計的凹槽配合好。

（2）按圖7-4安裝三點彎曲試驗支座，使載入線通過跨距S的中點，偏差在1%S，而且試樣與支承輥的軸線應成直角，偏差在±2°以內。

（3）標定夾式引伸計。

（4）開動試驗機，緩慢勻速載入，一般試驗機速度為0.5～2mm/min，以使K_Ⅰ的增長速率不至太快，保證應力強度因子的增長速率在0.55～2.75MN·m^-3/2/s之間。載入至試樣明顯開裂，停機。記錄載荷F和刀口張開位移V之間的曲線。

（5）取下夾式引伸計，開動試驗機，將試樣壓斷，停機取下試樣。

（6）記錄試驗溫度和斷口外貌。

五、實驗結果的分析及處理

1.裂紋失穩擴展時的臨界載荷F_Q

由於試樣厚度與材料韌性不同，試驗所得F-V曲線主要有三種類型，它們分別對應於三種斷口外貌（圖7-5）。

圖7-5 三種典型的F-V曲線

F_Q則由下述方法確定：在試驗中自動記錄載荷F隨試件切口邊緣（裂紋嘴）處兩個裂紋表面的相對位移V的變化曲線，即F-V曲線，以對初始線性段斜率下降5%的割線與F-V曲線交點處對應的載荷F₅作為取得F_Q的依據。如果在載荷達到F₅曲線各點載荷均小於F₅，則取F_Q=F₅，可以證明，這樣的臨界載荷大致對應於裂紋產生2%的等效擴展，這種情況對應著試件表面附近的平面應力狀態存在顯著影響。如果載荷達到F₅前曲線各點對應載荷的最大值大於或等於F₅，則取這個載荷最大值作為F_Q，這種情況接近於理想平面應變狀態。

簡單地講，從F-V曲線圖上確定F_Q的方法是：先從原點O作一相對直線OE部分斜率減少5%的直線來確定裂紋失穩擴展載荷F_Q，直線與F-V曲線的交點為F₅，如果在F₅之前沒有比F₅大的高峰載荷，則F_Q=F₅（圖7-5曲線Ⅰ）；如果在F₅之前有一個高峰載荷，則取這個高峰載荷為F_Q（圖7-5曲線Ⅱ和曲線Ⅲ）。

2.測定裂紋長度a

與臨界載荷F_Q對應的裂紋長度a_Q，計算時可取初始裂紋長度a，直接從斷後試樣上量出。試樣斷裂後，可觀察到裂紋長度沿厚度B方向呈弧狀形，如圖7-6所示。

為了能利用前述應力強度因子公式（公式中的a是對應著平直前緣裂紋的長度）計算試樣的K_ⅠC，需要確定與試樣的實際前緣裂紋相等效的平直前緣裂紋長度a。可取等效平直前緣裂紋長度：

岩石斷裂與損傷

圖7-6 裂紋前緣長度

式中：a₂、a₃、a₄分別為沿厚度方向B/4、B/2、3B/4處的裂紋長度。

3.計算條件斷裂韌性K_Q並判斷其有效性

將F_Q、a代入K_Ⅰ表達式中進行計算，得到的K_Ⅰ稱為「條件斷裂韌度」，記為K_Q。至於K_Q是否為該材料的K_ⅠC，需檢查下面兩個條件：

岩石斷裂與損傷

若兩個條件均滿足，則所求得的K_Q即為材料的平面應變斷裂韌度K_ⅠC。否則試驗結果無效，須加大尺寸重新測試（一般取1.5倍大試樣），直到兩個條件均滿足。

4.試驗報告

一般的試驗報告要求具有下述內容：

試樣編號、類型、裂紋面取向；材料的原始狀態和屈服強度；試樣厚度B、寬度W等；預制疲勞裂紋的條件；裂紋長度值a₂、a₃、a₄；試驗溫度、相對濕度、用K_Ⅰ表示的載入速率；P-V曲線及有關計算；斷口外貌特徵；K_ⅠC的有效性條件或K_Q不能作為K_ⅠC的原因。

『陸』 淺層平板載荷試驗原理步驟

試驗儀器設備
載荷測試設備由：①承壓板；②加荷裝置；③沉降觀測裝置等部件組成(圖2-1)。
1.承壓板
承壓板是模擬基礎傳力給地基的設備，為了獲得比較准確的地基測試參數，理論上承壓板的剛度和尺寸應盡量與基礎相近。在實測中，剛度相近比較容易達到，採用剛性大的加筋厚鋼板或鋼筋混凝土板即可；但承壓板尺寸與實際基礎相近則難於達到，由於整個地基土的測試面積太大，其上施加的總荷載勢必加大，既造成試驗設備龐大又使試驗條件難以達到。而承壓板面積太小，則影響地基土沉降量預測和極限荷載值的准確性。
圖2-1 靜力平板載荷試驗系統
1—承壓板；2—量測系統；3—堆載；4—地錨反力系統；5—載荷台；6—混凝土載荷台；7—桁架；8—千斤頂；9—反力拉桿；10—傳力柱
國內外對承壓板尺寸效應作了大量研究，當承壓板面積在一定范圍內時，沉降值S隨承壓板直徑D增加而加大，但當承壓板直徑D過小，則出現沉降值S隨D減小而增加的現象。而當承壓板直徑D大於一定值後，沉降值S隨D值增加而加大的趨勢變得不明顯。處於上述兩個明顯轉折點的承壓板直徑D值分別為30cm和50cm左右，這也是靜力載荷試驗中經常選用直徑30～50cm承壓板的原因。
承壓板是平板載荷試驗系統中的重要部件，一般為鑄鋼件。受現場條件限制，承壓板也有採用現場混凝土澆築和預制兩種，其底面一般用厚鋼板。對承壓板的要求是：要有足夠的剛度；滿足在加荷過程中承壓板本身的變形小；而且其中心和邊緣不能產生彎曲和翹起的要求，故其形狀一般為圓形(也可為方形)。

『柒』 平板載荷試驗的基本方法

一、試驗儀器設備

載荷測試設備由：①承壓板；②加荷裝置；③沉降觀測裝置等部件組成(圖2-1)。

1.承壓板

承壓板是模擬基礎傳力給地基的設備，為了獲得比較准確的地基測試參數，理論上承壓板的剛度和尺寸應盡量與基礎相近。在實測中，剛度相近比較容易達到，採用剛性大的加筋厚鋼板或鋼筋混凝土板即可；但承壓板尺寸與實際基礎相近則難於達到，由於整個地基土的測試面積太大，其上施加的總荷載勢必加大，既造成試驗設備龐大又使試驗條件難以達到。而承壓板面積太小，則影響地基土沉降量預測和極限荷載值的准確性。

圖2-1 靜力平板載荷試驗系統

1—承壓板；2—量測系統；3—堆載；4—地錨反力系統；5—載荷台；6—混凝土載荷台；7—桁架；8—千斤頂；9—反力拉桿；10—傳力柱

國內外對承壓板尺寸效應作了大量研究，當承壓板面積在一定范圍內時，沉降值S隨承壓板直徑D增加而加大，但當承壓板直徑D過小，則出現沉降值S隨D減小而增加的現象。而當承壓板直徑D大於一定值後，沉降值S隨D值增加而加大的趨勢變得不明顯。處於上述兩個明顯轉折點的承壓板直徑D值分別為30cm和50cm左右，這也是靜力載荷試驗中經常選用直徑30～50cm承壓板的原因。

承壓板是平板載荷試驗系統中的重要部件，一般為鑄鋼件。受現場條件限制，承壓板也有採用現場混凝土澆築和預制兩種，其底面一般用厚鋼板。對承壓板的要求是：要有足夠的剛度；滿足在加荷過程中承壓板本身的變形小；而且其中心和邊緣不能產生彎曲和翹起的要求，故其形狀一般為圓形(也可為方形)。根據經驗，土質松軟(如：軟土、新近沉積土、人工雜填土)或上硬下軟的雙層地基土，宜採用較大尺寸；土質較硬時，承壓板宜選用較小尺寸；對密實粘性土和砂土，承壓板面積一般為1000～2500cm²；對一般土，承壓板面積多採用2500～5000cm²。

為計算方便，我們給出幾種常用不同面積的圓形—方形承壓板直徑和邊長換算值(表2-1)。

2.加荷裝置

加荷裝置包括：壓力源(千斤頂、堆載物)；載荷台架；反力構架等。加荷方式有兩種，即：重物靜力加荷和液壓千斤頂加荷。

重物靜力加荷法：在載荷台上放置重物(如鋼錠、鉛塊、建築砌塊等)，以此向地基土加荷載。此法雖顯笨重，勞動強度大，但其荷載穩定，常在大荷載測試時採用。

表2-1 圓形—方形承壓板直徑和邊長換算表

液壓千斤頂反力加荷法：用液壓千斤頂加荷，用地錨系統提供反力，其加荷控制及搬運方便，勞動強度相對較小，但可提供的反力有限，故適於小荷載測試。採用液壓千斤頂加荷，必須注意兩個問題：①液壓千斤頂的行程必須滿足地基沉降量的要求，必要時，可採用上、下兩個千斤頂重疊放置，以增加液壓千斤頂行程，來滿足特殊地基沉降量要求；②地錨系統反力要大於最大加荷。由於受力後地錨上拔，設備本身變形，千斤頂漏油和承壓板下沉，使試驗過程中千斤頂的壓力不易穩定，會出現壓力減退現象。為保持相對恆壓，一般採用千斤頂液壓自動伺服系統，以保持壓力穩定。

地錨系統、反力構架或載荷台架，其構件和總體組合強度不能過低，應是試驗最大荷載1.5～2倍。

3.沉降量測系統

沉降量測系統由千分表(以前多使用指針式千分表，現在一般使用帶計算機數據介面的電子千分表，既可以觀測，又可以實現數據自動採集)及固定支架或沉降感測器及自動記錄儀組成。其量測精度不應低於±0.01mm。

二、試驗要點和要求

載荷試驗設備重、部件多、試驗周期長，因此，要格外注意人身和設備安全。不同類型的儀器都配有其性能和使用說明書，使用前應仔細閱讀並要配有專人掌握使用。試驗步驟如下：

1.檢查儀器及配套件性能

試驗前檢查儀器設備的性能是否正常；准備好電源、照明和試驗用的各種工具。

2.試驗點選擇

要考慮建築物需要和地基土的特點以及場地條件，進行試驗設計和選用適合的試驗方式及其承壓板面積。載荷試驗宜採用圓形剛性承壓板，根據土的軟硬不同選用合適的尺寸：土的淺層平板載荷試驗承壓板面積不應小於2500cm²；對軟土和粒徑較大的填土不應小於5000cm²；土的深層平板載荷試驗承壓板面積宜選用5000cm²；試驗點一般應布置在有代表性的地點、二級以上工程建築物的重要部位、地基土主要持力層及能夠發揮地基潛力的關鍵土層上。每個場地的試驗點不宜少於3個，當場地內土體不均時，應適當增加。

3.開挖試坑

淺層平板載荷試驗的試坑寬度或直徑不應小於承壓板寬度或直徑的3倍；深層平板載荷試驗的試井直徑應等於承壓板直徑。當試井直徑大於承壓板直徑時，緊靠承壓板周圍土的高度不應小於承壓板直徑；當挖至距試驗深度15～20cm處預留防擾動保護層，停止快速開挖，用平鏟修整至測試深度後，在承壓板下鋪設不超過20mm的砂墊層找平，要求盡快安裝試驗設備，並減少對土的擾動。

4.安裝設備

現以拉錨(桿)式千斤頂加荷靜力平板載荷試驗系統為例，簡要介紹試驗系統的安裝：

(1)確定建築場地中的試驗點位置，標出試驗點的中心位置。要求試驗點以2m為半徑的場地平整，以便操作和保證有足夠和均衡的反力；

(2)按照地錨水平拉桿長度，確定各個地錨安裝位置並組織安裝。安裝地錨時，逐一安裝地錨水平拉桿並緊固之。施工時，切忌雨水流入試坑。一般應先架設防雨、防曬帳篷，並在帳篷外挖好排水溝；

(3)按要求開挖試坑、取樣；平整坑底並在承壓板下鋪設不超過20mm的砂墊層找平；

(4)用拉線法找出試驗中心點，安裝承壓板(應使承壓板輕輕就位，既要水平，又要垂直、居中，最終通過傳力柱把試驗施加的載荷呈中心荷載方式作用在承壓板上)→安裝位移感測器→千斤頂→傳力柱和拉桿帽→在地錨和傳力柱間安裝反力拉桿並使之均勻受力→安裝電子千分表；

(5)進行試驗前的全面檢查，確認沒有問題後，便可開始試驗。

試驗須填寫原始記錄(表2-2)：

表2-2 淺層平板載荷原位試驗記錄表

(1)加荷方式：載荷試驗加荷方式應採用分級維持荷載沉降相對穩定法(常規慢速法)。有地區經驗時，可採用分級加荷沉降非穩定法(快速法)或等沉降速率法。加荷等級宜取10～12級，不應少於8級，荷載量測精度不應低於最大荷載的± 1%；

對慢速法，當試驗對象為土體時，每級荷載施加後，以間隔5min、5min、10min、10min、15min、15min測讀一次沉降，以後每間隔30min測讀一次沉降；當連續兩小時每小時沉降量都小於0.1mm時，可認為沉降已達相對穩定標准，可施加下一級荷載。

按照經驗，各類土的加荷等級增量，可參考表2-3。

(2)最終荷載的確定：應根據試驗目的、設備條件等而定。如：為了確定地基變形參數、比例界限承載力，或因設備條件限制，則在比例界限壓力點出現後，再加壓2～3級即可終止；又如，在設備條件允許情況下，為確定地基土承載力，最好做到破壞階段，以求出地基的極限荷載值。

表2-3 各類土加荷等級增量表

(3)終止試驗條件：當出現下列現象之一者即可認為地基土達到破壞階段，並可終止試驗：①承壓板周邊的土出現明顯側向擠出，周邊土出現明顯隆起或徑向裂縫持續發展；②本級荷載的沉降量大於前級荷載沉降量的5倍，荷載與沉降曲線出現明顯陡降；③在某級荷載下24h沉降速率不能達到相對穩定標准；④總沉降量與承壓板直徑(或寬度)之比超過0.06。

『捌』 玻璃鋼防眩板的改進與革新

生產玻璃鋼防眩板的材料應該是韌性和剛性的完美結合，韌性可以保證防眩板在接受高強度外力沖擊下時能迅速變形，不至於被攔腰折斷;剛性保證在強風荷載下，防眩板又不至於來回搖擺，從根部斷裂。據筆者了解，業界已經能用高強度的高分子彈性材料生產出來柔性和剛性完美結合的防眩板來。高分子彈性材料很多，近年來美國公路科技人員將彈性材料應用到防眩板的生產上，這確實讓人驚訝。雖然美國高速公路防眩板技術應用剛剛起步，但他們起點高、標准高，在設計時候就已經將吹不斷、撞不斷、無二次傷害等都考慮進去了，其生產出來的防眩板自然性能完好。
東海復合材料有限公司擁有一支強勁的施工隊伍，從事設計、生產玻璃鋼製品、模具製作，技術轉讓和技術培訓等業務。主要產品有各種玻璃鋼拉擠型材（各種規格的玻璃鋼方管、矩形管、梯形管、圓管、橢圓管、R形管、D形管、九字管、棒材、變壓器撐條、玻璃鋼電纜橋架、璃鋼波形護欄、玻璃鋼聲屏障等產品）、玻璃鋼模壓產品（玻璃鋼防眩板、玻玻璃鋼水箱、玻璃鋼電表箱、玻璃鋼圍欄連接件、玻璃鋼梯子配件、玻璃鋼電纜支架等產品）、SMC片狀模塑料、BMC團狀模塑料、玻璃鋼顏料色漿、交聯熱收縮管、金屬表面脫脂劑、金屬表面除油劑等。
結構的改變 對於防眩板的截面，我國公路科技人員發明了一種「人」字形結構，這大大地增強了防眩板的抗風載效果。人字形結構最穩定、支撐面積最大，這種結構將防眩板中、下部一分為二，變「金雞獨立」為「雙腳落地」，整個防眩板安裝後與護欄形成為穩定的三角支撐結構。三角結構最穩定，再大的風都不怕了。
防眩板結構的改變-人字形防眩板
顏色的控制 對於防眩板容易褪色的困惑，業界現在也找了好的解決之道。只要控制好母料色粉的質量，生產出來的防眩板就不容易褪色。及時在紫外光強烈的雲貴高原，雖經五、六年強烈紫外線照射，其顏色依然翠綠。
與護欄的安裝關系 防眩板通常與中央護欄結合使用，道路中央分隔帶上的護欄主要有兩種形式，一種是水泥護欄，一種是鋼護欄。如前文提到，對於頂部寬度較窄的新澤新護欄，如果雙向超車道車輛的橫向間距過窄，同時彎道多，而且大貨車居多的公路，防眩板被車輛碰壞的幾率大，建議最好選用彈性材料防眩板。對於中央隔離帶為鋼護欄或者很寬的水泥護欄，車輛很難碰到防眩板，可以使用硬材質的玻璃鋼防眩板，或HDPE防眩板。包括在下文將要提到的文化防眩板，因其材質都是硬質玻璃鋼，都不建議安裝在頂部寬度較窄的新澤新護欄上。
對於中央隔離帶為鋼護欄的，建議防眩板支架不要安裝在鋼護欄上。如果防眩板支架安裝在鋼護欄上，往往會出現以下問題：(1)增加了護欄的抗風荷載，一次，防眩板支架掛在一側護欄上，防眩板安裝在支架上，一場大風過後，鋼護欄被吹倒了三公里。(2)防眩板高低不易調平，影響美觀。

『玖』 電纜橋架國家標准

國家標準的橋架壁厚是多少？

CECS31∶91為基礎，這個標准由中國工程建設標准化協會電氣工程委員會修訂。

具體來說：

電纜橋架寬度 ~允許最小板厚

電纜橋架寬度＜100~ 1

100≤電纜橋架寬度＜150~ 1.2

150≤電纜橋架寬度＜400~ 1.5

400≤電纜橋架寬度＜800~ 2

800＜電纜橋架寬度~ 2.5電纜溝蓋板、電纜橋架、電纜支架、電表箱、擠拉型材等。

電纜橋架允許最小板厚：當橋架寬度B＜100mm時 ：

板厚要求：

1.0mm；100≤B＜150時 1.2mm；

150≤B＜400時 1.5mm；

400≤B≤800時 2.0mm；

B＞800時 2.5mm 。

電纜橋架寬度≤150~ 1.0150＜電纜橋架寬度≤300~ 1.2300＜電纜橋架寬度≤500~ 1.5500＜電纜橋架寬度≤800~2.0電纜橋架寬度＞800~ 2.2