路基压实度自动连续检测技术研究

摘要

随着高速公路建设的发展，公路建设的质量问题也越来越引起人们的重视。压实程度不够是造成路面早期破坏的重要原因之一。压实作业是使路基和路面各结构材料获得足够密实度的重要环节，采用行之有效的压实度检测方法是对其实行监控的重要手段。
　　本文在借鉴国内外对压实度检测方法研究成果的基础上，提出用随车式压实度实时连续检测系统来测量土体的压实度，其优点在于方便、快捷、准确的对压实度进行全面连续检测，以便于进行压实质量控制。
　　通过理论分析及室内试验，设计了车载式压实度检测系统基本构成;确定了传感器、信号采集仪的选型和参数的选取，数据信号的分析和处理技术。在系统标定试验，振动台试验的基础上，完成了车载式压实度连续检测系统。通过现场试验证实了系统的准确性及可靠性。
　　得出的主要结论如下:
　　①振动轮激振信号的变化反映了土体的压实程度，通过对激振信号的分析处理来反映实际压实度的方法正确、可行。
　　②通过对实际激振信号的分析表明:路基土的压实度和土的刚度正相关、和土的阻尼负相关;而振动压路机垂直振动加速度与土的刚度正相关、与土的阻尼负相关。在以上分析结果的基础上建立了“振动压路机—土体”模型及仿真分析，得到了路基土的压实度与振动压路机垂直振动加速度正相关的关系。
　　③提出应用振动压路机垂直振动加速度传感器、数据采集仪、计算机数据处理及分析系统组成的压实度连续检测系统进行压实度连续检测技术。提出了加速度检测数据的处理及分析技术。
　　④提出用振动压路机垂直振动加速度有效值表示压实土体压实度，加速度谐波比表示土体压实度的技术及方法。得到三种级配不同、最佳含水量不同条件下的砂类土的压实度与振动轮垂直加速度有效值之间的回归公式和相关系数，压实度与振动轮垂直加速度、压实度与加速度谐波比之间的回归公式和相关系数。
　　⑤提出不同细粒含量(hx)砂砾土的压实度y与加速度有效值a之间的关系。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的提出及研究意义

1．2 国内外研究概况

1．2．1 国外研究概况

1．2．2 国内研究概况

1．3 本文研究内容与技术路线

第二章 压实度评定方法与压实度连续检测理论

2．1 土的物理性质及工程分类

2．1．1 土的固体颗粒特征

2．1．2 土粒级配分析方法

2．1．3 土粒级配表示方法

2．1．4 土粒密实度划分方法

2．1．5 粘性土的物理特征

2．2 土路基表面压实

2．2．1 压实度的概念

2．2．2 影响压实因素

2．3 传统压实度评定方法

2．3．1 破坏性试验评定方法

2．3．2 非破坏性试验评定方法

2．4 传统压实度评定方法存在的不足

2．5 压实的基本过程

2．5．1 静作用压实

2．5．2 搓揉压实

2．5．3 振动压实

2．5．4 夯实和冲击压实

2．6 振动压路机的工作原理

2．6．1 振动压实理论

2．6．2 振动压路机的压实机理

2．7 振动压实数学模型

2．8 小结

第三章 基于MATLAB／SIMULINK的振动压路机模型的仿真

3．1 仿真工具MATLAB／SIMULINK简介

3．1．1 SIMULINK的特点

3．1．2 SIMULINK下仿真结果的处理方法

3．2 对模型进行仿真的意义和方法

3．2．1 仿真的意义

3．2．2 仿真的方法

3．3 基本参数下仿真结果

3．4 土壤刚度变化时仿真结果

3．5 阻尼系数变化时仿真结果

3．6 小结

第四章 路基土压实度的检测试验及分析

4．1 试验进行的方案

4．2 系统标定试验

4．3 振动台试验

4．4 路基土实时连续检测试验

4．4．1 现场试验路基土的基本性质

4．4．2 土的击实试验

4．4．3 传感器的安装

4．4．4 数据采集仪的参数设置

4．4．5 检测数据采集

4．4．6 灌砂法测定的压实度结果

4．5 振动压路机振动加速度检测结果及分析

4．5．1 数据采集及初步分析

4．5．2 加速度有效值

4．7 小结

第五章 振动压路机压实度连续检测技术的技术经济分析

5．1 检测设备费用

5．2 检测费用

5．3 检测效率

5．4 压实质量控制

5．5 小结

第六章 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

附录