仿冲击振动压实机理的试验研究

摘要

本文结合压实机械的特点和发展趋势，以探讨新的压实理论与压实技术为目的，对具有自主知识产权的仿冲击振动压实装置的压实机理进行了理论分析和试验研究，提出了振动压实与冲击压实联合作用的方法，旨在探求土壤深层压实及粘性土压实难题解决方案，提高我国道路建设装备的研制水平。论文主要内容概括如下： 在振动、冲击压实理论研究及前期小型振动压实机和双频振动压实机研究成果的基础上，将振动压实方法和冲击压实方法有机地结合，提出了仿冲击振动压实的新理念。 利用自行研制的仿冲击振动压实装置在室内土槽中进行了不同工况的试验研究，分析在不同频率、振幅、作业速度下仿冲击振动对土壤压实的效果及其影响，确定了压实机参数的取值范围。验证了采用特殊结构设计的压实轮既可以实现冲击压实的大影响深度和高压实度，又可以保证压实路面的平整性和均匀性。 从土壤性质及其压实机理出发，采用理论和试验相结合的方法，分析了土壤在仿冲击振动作用下被压实的机理。通过测量和观测仪器记录土体内部各点在冲击与振动联合作用下的内应力值，并用数学手段拟合试验数据，得到土内应力的分布和变化规律，揭示了土体在压实过程中的动态特性。 将机械工程和土壤力学有机结合，对压实装置—土壤系统动态性能进行研究，建立了系统的动力学模型。这一研究既补充和完善了压实技术与理论，又为仿冲击振动压实机工业化奠定了基础。 以试验结果及理论分析为依据，探讨压实度与压实工艺参数之间的关系，建立了各参数之间规律性的联系。实例验证所建立的数学模型在工程实践中具有普遍意义及参考价值。 本文对新的压实理论和方法的研究，为进一步解决土壤深层压实及粘性土压实难题提供了一个可行方案。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1选题背景及意义

1.2压实机械及技术的发展

1.3压实技术分析

1.4目前国内研究现状

1.5论文主要研究内容

第二章土壤的性质及其压实

2.1土壤的性质

2.2土的压实机理

2.3影响压实的主要因素

2.4粘性土的特征及压实

2.5本章小结

第三章仿冲击振动压实原理与方案设计

3.1振动压实过程

3.2振动、冲击压实机理

3.3前期研究成果分析

3.4仿冲击振动压实方案的提出

3.5本章小结

第四章仿冲击压实试验研究

4.1试验背景

4.2试验条件

4.3试验方案与实施

4.4试验研究

4.4.1表面沉降量和压实度测试

4.4.2功率测试

4.4.3动态响应信号分析

4.4.4加速度信号幅值与压实遍数变化规律分析

4.4.5土壤应力的衰减趋势

4.4.6土壤应力与压实遍数的变化关系

4.5本章小结

第五章仿冲击振动压实装置与土壤系统的动力学模型

5.1国内外振动压路机动力学模型研究综述

5.2仿冲击振动压实轮—土壤系统动力学模型的建立

5.3对仿冲击振动压实轮—土壤系统动力学模型的讨论

5.4本章小结

第六章仿冲击振动压实规律的研究

6.1压实度与压实工艺参数之间关系探讨

6.2压实度与压实工作参数之间关系探讨

6.3压实度与土中压应力的关系

6.4仿冲击振动压实装置稳定工作条件

6.5本章小结

第七章主要结论与展望

7.1结论

7.2创新点

7.3研究展望

参考文献

攻读博士学位期间的研究成果

致谢