混凝土和碎石基床摩擦系数、橡胶板和碎石基床摩擦系数取值分析.doc

混凝土与碎石基床摩擦系数、橡胶板与碎石基床摩擦系数取值分析1.混凝土与碎石基床摩擦系数比较1.1试验长江口深水航道治理工程橡胶阻滑板摩擦系数试验研究报告中得出混凝土和碎石基床试验结果见表1。表1 混凝土与基床摩擦系数试验结果摩擦系数取值依据 及基床应力 统计指标峰 值 段 平 均 值峰 值40kpa60kpa80kpa40kpa60kpa80kpa同一基床应力测试次数131313131313同一基床应力最小值0.617 0.592 0.680 0.629 0.629 0.685 同一基床应力最大值0.737 0.759 0.745 0.751 0.780 0.766 同一基床应力平均值0.685 0.675 0.715 0.710 0.699 0.732 同一基床应力标准差0.029 0.062 0.019 0.030 0.059 0.020 三种基床应力的均值0.6920.714 三种基床应力的标准差0.043 0.041 通过表1可以发现同一基床应力最大值在40kpa、60kpa、80kpa下规律不明显，本工程实际沉管对地压力约为1.72kpa0.66kpa, 根据规律应取对基床压力40kpa工况下的摩擦力峰值最大值0.751。1.2规范重力式码头设计规范中以0.6作为混凝土与基床摩擦系数，图1中给出规范编制说明提供的多家试验结果，从该图可看出，规范的摩擦系数0.6主要取自细平基床、基床应力200-600kpa的试验结果。在基床应力小于200kpa时摩擦系数增大到0.650.75（见图中试验1、2）。这与试验结果一致。还应注意到，试验采用150kg块石抛石基床，整平标准100mm，整平标准接近于粗平，有利于摩擦系数的提高。图1 重力式码头规范基床摩擦系数所引用试验结果港珠澳沉管隧道碎石基床属于细平，较本试验粗平基床摩擦系数会有降低的趋势，但沉管对基床压力较小，较本试验对摩擦系数有增加的趋势，两种条件互相抵消，故取摩擦力系数最大值为0.75。1.3结论通过长江口深水航道治理工程橡胶阻滑板摩擦系数试验研究报告和重力式码头设计规范综合分析，结合本工程碎石基床的特点和沉管对基床的压力分布情况，取沉管混凝土与碎石基床摩擦力系数为0.75。2.橡胶板与碎石基床摩擦系数比较长江口深水航道治理工程橡胶阻滑板摩擦系数试验研究报告中为了定量分析摩擦系数组内差异对产品抗滑安全度可能带来的影响，2.1 基床应力的影响试验中基床应力对摩擦系数的影响表现为摩擦系数随基床应力增加而略有降低的趋势。这种变化是总体平均趋势。对213批全部37块样品逐块分析，有20块样品服从这种规律。由于这20块样品中有的组次不同基床应力下摩擦系数相差比较大，出现了在基床应力分别为40、60、80Kpa条件下全部样品摩擦系数均值为0.913、0.892、0.871的递减结果，由于还有接近一半组次不服从这种规律，所以，该论证结果并不能完全说明问题。考虑到摩擦系数随基床应力而变化的特点，利用现有检测结果进行统计推断时，应以接近于结构设计标准值的40Kpa基床应力条件下的试验结果为依据。2.2 长江口二期工程配置橡胶阻滑板的沉箱底板摩擦系数估计2.2.1全部样品的摩擦系数，在设计确定的基床应力40kpa条件下平均值达0.913，最小值为0.818，且只出现于1个样品，其余都在0.84以上。2.2.2虽然同一试验条件下，重复试验得到的摩擦系数有一定的波动范围，但出现小于0.75或0.8的样品统计样品数仅4块，占全部样品的10.8 。根据摩擦系数组内分布界限值的统计，从平均意义而言，在设计采用的40kpa基床应力条件下同一块胶板的重复试验中出现小于0.8的比例只占总测试次数的3.6左右。2.2.3样品摩擦系数最小值和组内摩擦系数小于0.8界限出现的比例，这种情况应属于小概率事件。整个沉箱的抗滑稳定性有较高的可靠度。2.3港珠澳岛隧工程沉管精调系统底部橡胶板与基床摩擦系数分析沉管精调系统橡胶板拟采用和长江口工程相同产品，精调系统对基床压力最大约为30.58kpa，和长江口工程中沉箱对基床压力40kpa较接近，根据试验中基床应力对摩擦系数的影响表现为摩擦系数随基床应力增加而略有降低的趋势，可以得出精调系统底部橡胶板对基床摩擦系数有增大的趋势；由于基床属于细平，对摩擦力有减小的趋势，故两个条件可抵消。结论：根据长江口深水航道治理工程橡胶阻滑板摩擦系数试验研究报告中分析，结合本工程实际情况，橡胶板与碎石基床摩擦力系数可以参照长江口工程沉箱对基床40kpa压力的工况取值，在设计采用的40kpa基床应力条件下同一块胶板的重复试验中出现小于0.8的比例只占总测试次数的3.6左右，故可以取摩擦系数0.8，保证率可以达到96.4%。