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基于应力波理论的路基连续压实机理研究
| 论文题名： | 基于应力波理论的路基连续压实机理研究 |
| 关键词： | 道路路基;碾压施工;连续压实;应力波模型 |
| 摘要： | 连续压实控制技术面世已经数十年，其科学性和实用价值已经在国内外众多的试验和实践中得到证实。连续压实控制技术已经发展出了基于不同算法的众多连续压实指标用于碾压施工质量的管理和判别，大大提升了碾压施工的管理和质量控制水平。 本文通过分析国内外研究成果，目前常用的“振动压路机—土”振动模型存在着较多的局限性，不利于连续压实控制技术的推广和应用，连续压实技术目前还没有比较有力的理论模型支持连续压实技术的应用和发展。基于国内外的研究理论、试验研究成果，本文结合振动压实工艺、连续压实控制指标对路基连续压实技术机理进行了研究，主要内容如下: (1)通过研究应力波在土中的传播特点，基于一维应力波理论建立了连续压实应力波模型:振动轮通过自身的振动和与土层的接触产生并向土层传播不同幅值应力波组成的应力波脉冲。当应力波幅值大于土体屈服极限时，应力波为塑性波在土中传播，土发生塑性变形被压实;应力波幅值小于土体屈服极限时，应力波为弹性波在土中传播。弹性波在压实层分界面与下卧层界面发生反射，反射波反射到振动轮与土接触面，改变振动轮振动形态和受力状态，产生连续压实值。 (2)本文结合工程中所用填料进行了室内振动压实试验。试验中振动器的加速度和频谱变化现象验证了连续压实应力波模型:一是振动压实过程中次谐波振幅和加速度最大值出现了增大—减小的循环变化，在循环变化中最大值逐步减小，符合应力波干涉现象的变化;二是振动器加速度变化过程中在波峰出现了应力波弥散现象;三是振动压实完成后土层表面密实，与碾压施工表面出现松散的现象不同。这些现象初步验证了连续压实应力波模型。 (3)利用LS-DYNA软件对振动压实过程和Evd动态模量检测过程进行了数值模拟和分析，振动压实过程和Evd检测过程都表明:土模型中的应力应变都是以波的传播形态向四周和深度扩散的;土中应力应变发生变化时间不同，依次沿深度发生;通过拟合振动轮中心下方土体的应力幅值，发现应力幅值沿深度变化呈现指数衰减。这些现象进一步验证了连续压实应力波模型。 |
| 作者： | 郭栋 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 江辉煌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国铁道科学研究院 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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