路基振动压实动力学响应机理研究

为研究路基振动压实过程中振动轮动力学响应的产生机理，进而为连续压实监测技术中的谐波比类指标提供理论支撑，基于有限元方法，分别考虑了纯弹性和弹塑性2种土体本构模型，针对振动压实过程中的加速度信号进行了仿真分析，分别研究了几何非线性、接触非线性以及材料非线性对加速度信号畸变的影响，探讨了加速度信号频谱中谐波分量和次谐波分量的产生机理，并对其随弹性模量、黏聚力等土体参数的变化规律进行了分析。其中，弹性模型在发生跳振之前，可以分析几何非线性和由于接触面积变化引起的接触非线性的影响，在发生跳振之后，可以用来考虑由于脱空引起的接触非线性的影响，弹塑性模型可以反映材料非线性的影响。研究结果表明:几何非线性对加速度信号畸变的影响不大，材料非线性和接触面积变化引起的接触非线性是加速度信号谐波分量的产生原因，而跳振引起的接触非线性是次谐波分量的产生原因。此外，随着压实过程的进行，土体模量和屈服极限同时提高，接触面积变化引起的接触非线性增强，但材料非线性的影响减弱，由于压实的中后期土体弹性因素占据了主导地位，塑性变形量很小，同时由于局部脱空的影响，导致实际工程中，随着压实过程的进行，二次谐波分量呈增大趋势。最后，跳振不仅会引起次谐波分量，还会导致谐波分量量值的减小，同时跳振发生前后加速度波形并不是连续变化，而是发生了突变。     

考虑塑性变形的振动压路机非线性动力学仿真

借助于土壤变形的一种塑性模式，提出了一种振动压路机压实过程的非线性动力学模型。在此基础上，借助计算机技术，探讨了振动压实中机架与振动轮的运动规律，并对激振力减少、土壤刚度变大和塑性变形增大等情况进行了仿真研究，发现了一些对压路机设计有参考价值的新现象     

仿冲击振动压实机动力学模型的建立及压实试验

为了解决道路施工中振动压实机影响深度有限、冲击压实机压实不均匀的问题,提出了一种新的仿冲击振动压实机械,建立了该机械与土壤相互作用的动力学模型,推导了机器跳起频率的表达式,分析了机器跳振时,行走距离与振动系数及抛离系数的关系。进而用试验的方法证明了仿冲击振动压实机跳振工况的存在,给出了判断机器跳振的新方法;并对仿冲击振动压实机在跳振与非跳振工况下的压实效果进行对比试验。试验结果表明:仿冲击振动压实与振动压实相比,压实性能有较大提高,更利于深层土壤的压实。     

沥青路面振动压实过程动力学仿真分析

为了对沥青路面施工中振动压路机振动轮加速度变化规律进行研究,以"振动压实设备-沥青路面"二自由度动力学模型为基础,分别提出沥青路面振动压实过程接地振压工况和跳离地面跳振工况动力学方程,通过Matlab/Simulink软件对2种工况动力学方程进行仿真建模分析。仿真结果表明:接地振压工况下,当达到稳态振动时振动轮加速度随时间变化成正弦曲线变化;跳振工况下,振动轮加速度在跳离地面时振动加速度变化较小,当与地面接触时振动轮加速度出现突变。通过现场试验实测振动轮加速度随时间变化规律与仿真结果进行对比分析,结果表明:所建立的2种工况动力学模型仿真结果与现场实测结果具有较高的一致性,所建模型能够较好地表征沥青路面压实过程中振动压路机振动轮加速度随时间变化的规律。     

基于Drucker-Prager模型的振动压实有限元分析

为了进一步研究振动压路机压实特性及振动轮与土壤动态响应关系,运用ABAQUS建立了"振动轮-土壤"有限元模型,讨论了Mohr-Coulomb模型和线性Drucker-Prager模型间的关系及适用条件,分析了振动轮下土壤应力分布特性及土壤参数对振动轮动态响应的影响。结果表明:(1)Drucker-Prager模型较适合于对土体单元进行建模,但要满足内摩擦角≤22°的条件,当内摩擦角22°时应当用Mohr-Coulomb模型对土体建模分析;(2)土壤的竖向应力沿着振动轮轴向呈对称分布,在振动轮行进方向沿着前进方向偏移,并且随着深度的增加土壤的竖向应力急剧减小。在压路机合理的工况范围内,激振力和激振频率保持不变,振动轮加速度与压实遍数呈现正相关。     

振动压路机振动轮—土壤系统模态分析

在试验研究基础上，建立了振动压路机振动轮—土壤系统数学模型，应用复模态结构振动理论，计算土壤压实过程中系统模态参数和系统响应，得出系统中前机架或振动轮响应的变化规律，从而构成了识别不同压实阶段的理论基础。     

振动压实过程土体参数识别方法研究

为了分析土壤特性与振动压路机在振动压实过程中的动态相互作用关系,提高压实效果,对振动压实过程中土壤刚度、阻尼、土体随振质量及土的固有频率等参数进行动态识别.用相似理论与模型试验法在确定了模型与原型之间的几何相似比并满足载荷相似条件后,根据模型试验结果推导出了原型土体参数;用方程对等法把受简谐激振力作用的振动轮等效为集中质量振动系统,以此作为振动压实过程的力学模型,根据振动微分方程的等效条件进行识别;用幅频特性曲线拟合法以振动压路机-土壤系统动力学方程为基础,用计算机进行动态仿真.分析表明:土的刚度和阻尼,不仅与被压实时土的初始状态、环境温度和湿度等因素有关,而且随振动压实过程中压实度的变化而改变.     

拖式振动压路机振动轴油封漏油的改进措施

中铁第二十工程局工程机械厂于20世纪90年代初研制开发了YZT18B稀油润滑拖式振动压路机,振动轮内轴承由脂润滑改为稀油飞溅润滑,改善了轴承的润滑状况,提高了压实效率和工作可靠性,同时减轻了维护保养工作。1　振动轮结构及工作原理YZT18B拖式振动压路机靠发动机通过皮带轮带动振动轮两端振动轴,两端振动轴与中间轴联接,偏心块装于振动轴上,三个偏心块偏心方向一致,且3根轴以额定转速高速同步运转,产生巨大离心力,使振动轮产生强烈振动来压实土壤。振动轮的结构如图1所示,振动轮内两端轴承座固定于端幅板上,外端与压盖相连,压盖上装有油…     

基于有限元的路基振动压实动力学响应研究

基于ABAQUS软件，建立“振动轮-土体”三维有限元模型，采用扩展线性DruckerPrager模型和三维一致黏弹性人工边界方法，对轮下土体的应力、接触力等振动响应进行分析，研究振动压实过程中轮土的相互作用及由此产生的动力学响应。结果表明：沿振动轮横向，在振动轮边缘处土体竖向应力会发生严重衰减，据此可确定振动轮的碾压重叠宽度；沿压实路径纵向，竖向应力的中心点位于振动轮质心点前方，这是由于轮土接触面倾斜所导致的；根据节点接触应力的时程曲线可以计算总接地宽度，但总宽度之中大约只有1/3可以产生有效压缩变形。     

双钢轮垂直振动压路机振动轮的设计

0 引言振动压路机因其施工效率高而得到迅速发展,并且技术日趋完善.随着各种压实新技术、新工艺的出现,市场也涌现出多种新机型,如高频振动压路机、振荡压路机、垂直振动压路机、混沌振动压路机等.近年来,垂直振动压路机以及能实现垂直振动的振动轮受到了越来越多的关注.     

振动压实系统的动力学特性分析

本文在分析振动压实时土体的不对称滞回特性和振动压实过程中振动与波在土体中传播及其压实效应的基础上,给出了土体的不对称滞回力模型,建立了振动压实系统的动力学模型和非线性运动方程并求其解。研究发现用考虑了不对称滞回特性的振动压实系统来描述土体运动规律,与实际振动压实工况相吻合,为进一步研究提供了理论依据。     

强夯置换法加固地基现场试验研究

为评估强夯置换施工对周边油气管道的影响,结合大亚湾石化区强夯置换加固路基工程,在试验路段(周边无油气管)布置了位移边桩、测斜管和强夯振动监测点。利用全站仪测量了地表变形情况;数字测斜仪测量了土体内部的侧向变形情况;振动测试仪记录了强夯施工时地表监测点的振动曲线。试验结果表明:深层侧向位移在2～4 m深度范围内衰减较快,5 m以下深层侧向位移基本为零;强夯置换振动的影响范围为25～30 m。对位移和振动的监测数据的分析,可知在5 000 kN.m的夯击能时:强夯置换施工的影响范围为25～30 m。     

振动压路机机—土动力相互作用分析

针对振动压路机的振动特性、土的压实和振动在土中的传播三类问题,建立三维有限元模型进行机—土动力相互作用分析。详述了建模中的若干问题,讨论了压路机的振动特性、土的应力分布和振动在土中的传播范围。     

相对密实度及激振频率对可液化场地动力响应特性影响数值模拟研究

基于Finn孔压模型,探讨相对密实度和激振频率对可液化场地动力特性的影响。研究结果表明:相对密实度小的场地最大超静孔压比更大,松散场地振动时需要耗散的能量大于密实场地;场地响应加速度放大系数与相对密实度呈线性正相关;液化后的松散场地对加速度有隔振作用,密实场地会放大加速度;埋深越大的砂土所受围压越大,砂土结构越不易破坏,液化程度越小;输入自由场地的激振频率越大,响应加速度放大系数越小,场地越不易液化。     

基于桥头跳车动力作用影响的台背回填处治技术研究

在考虑车辆动力模型及路桥过渡段不平整几何模型的基础上,采用3轴9自由度车辆运动动力模型,结合弹塑性动力有限元方法,建立可用于分析路桥过渡段车辆振动荷载作用的路基路面动力响应三维有限元模型,计算结果表明,由于路桥高差的激振,车辆将产生一定幅度的垂向和俯仰运动,路面受到的最大动力荷载作用在距离桥头10～30 m范围内;考虑到通平高速公路1-5合同段主要分布为全风化花岗岩,试验结果表明,当地全风化花岗岩填料0.075 mm通过率越小,渗透性越好,可采用强度相对高、颗粒粗的全风化花岗岩填料进行台背回填,其他标段则采用符合规范要求的碎石土填筑。     

粗粒混合土地基处理及高填方填筑体压实试验研究

粗粒混合土具有颗粒级配和均匀性差的特点,难以用作变形要求高的建筑地基。结合海拔4300余米的西南某重点工程项目,采用振动碾压、冲击碾压和强夯的方法对原粗粒混合土抛填地基处理和高填方填筑体进行了压实试验。通过颗粒分析、压实度测试、动探、载荷试验、波速试验等检测表明,中高能量强夯可有效破碎工程区粗粒混合土填筑体中碎石,使填筑体颗粒级配变好,密实度显著提高,处理后填筑地基物理力学性能良好,达到了高填方地基稳定、均匀和密实的要求。同时提出了粗粒混合土大面积填筑工程质量控制应采用施工控制和地基检测相结合的方法,且地     

皖江软土路基高真空击密加速度效应研究

针对皖江城市带典型软土路基复杂特点,结合现场监测,对高真空击密软基处理法的软土路基强夯加速度效应进行了分析,并对其加固效果进行了现场载荷试验验证。研究结果表明:高真空击密过程中土体最大加速度与夯击点距离在水平方向和竖直方向上均服从lgy=algx+b的双对数曲线关系,夯击点离测点越近,振动加速度在土体中传播衰减率越大;高真空击密的第一遍低能量强夯在水平方向上的有效影响距离为30 m左右,而在竖直方向上的有效影响深度为6 m左右。加固后的路基承载力特征值达到135 k Pa以上,超过路基设计承载力特征值120 k Pa,现场载荷试验验证了高真空击密法能够较好地处理皖江典型软土路基。     

山区高填路堤强夯快速施工效果研究

依托十堰地区某山区一级公路项目,探索采用松铺层厚4.5 m+4000 kN·m强力夯实的快速施工方法,研究路堤强夯施工的有效加固深度影响范围、土体变形特征及加固效果。运用ABAQUS建立数值计算模型和现场反开挖的方法进行试验,发现数值模拟结果与现场实测数据吻合较好,能较好地反映夯击作用下土体的实际受力状态;土体在4000 kN·m夯击能作用下有效加固影响深度为7.4 m左右,锤间距（中心距）不宜大于5.0 m;而松铺4.5 m试验段部分压实度稍不理想,可在下一层施工时将上下两层夯点错开,以提高夯棱处的压实度。