冲击式压路机碾压路基动力响应及压实效果数值分析和实验研究

发布时间：2017-10-25 09:24

  本文关键词：冲击式压路机碾压路基动力响应及压实效果数值分析和实验研究

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【摘要】：一条高速公路线长度可达几百甚至上千公里,跨越的区域广大,地质条件复杂,所以如何经济快速合理地进行路基压实处理,成为高速公路建设中一项重要课题。为了满足高速发展的工程建设需求,适应日益复杂的工程技术和日益严格的工程质量要求,很多不同的路基压实技术得到发展。其中,冲击压实法既拥有滚动压实法高效率、高机动性的特质,又吸取了夯击法影响深度大,压实效果好的优点,因而被广泛用于我国道路、机场、水坝等工程领域。但是,对于冲击压实法的研究远远落后于工程实践,这严重阻碍了冲击压实法的发展和推广。本文结合理论研究、数值模拟、现场实验数据分析等手段对冲击式压路机碾压土体的动力响应和压实效果进行了分析研究,主要包括以下内容:(1)本文通过查阅国内外相关的文献资料,对冲击压实技术的加固机理进行了系统性的梳理和评述。其中,P波在压实土体中起到最主要的作用,R波对土体压实具有两面性。随着加固深度和冲击碾压次数的增加,应力波的压实效果逐渐减弱。(2)基于ABAQUS建立冲击式压路机碾压路基的有限元模型,研究冲击式压路机碾压路基时土体内部应力、位移、加速度的分布和变化规律,分析了冲击压路机不同吨位、不同行驶速度下的压实效果和作用范围,发现冲击压路机冲碾路基的影响深度为1.5m,压实轮竖向加速度峰值和土体模量呈现明显的正相关关系。(3)综合理论分析、数值模拟和现场数据,研究路基压实度和沉降在冲击压路机碾压作用下的变化情况,探讨冲击压实轮加速度响应与土体压实程度的相关性,发现模型更加符合实际,数值模拟结果与现场试验较为吻合,具有较好的可靠性,可以为以后的冲击压实设计和施工提供参考。
【关键词】：冲击压实法 ABAQUS数值模拟 动力响应 压实效果
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-16
• 1.3 本文的研究内容及技术路线16-18
• 1.3.1 本文研究内容16-17
• 1.3.2 技术路线17-18
• 第二章 冲击压实技术简介及加固机理18-32
• 2.1 冲击压路机简介18-19
• 2.2 冲击压路机的性能特点19-24
• 2.3 冲击压实的加固机理24-30
• 2.4 本章小结30-32
• 第三章 冲击压实模型的建立32-46
• 3.1 冲击压实的数值分析32-33
• 3.2 ABAQUS简介33-35
• 3.3 土体本构模型35-38
• 3.4 接触算法38-42
• 3.5 模型设置42-45
• 3.5.1 模型网格划分42
• 3.5.2 实体建模42-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第四章 冲击压实模型分析46-68
• 4.1 土体冲击应力分析46-49
• 4.2 土体位移分析49-55
• 4.2.1 土体竖向位移分析49-52
• 4.2.2 土体水平位移分析52-55
• 4.3 土体加速度分析55-57
• 4.4 不同工况下冲击压实效果分析57-60
• 4.5 不同工况下冲击压实作用范围分析60-64
• 4.5.1 不同压实轮速度压实作用范围分析60-62
• 4.5.2 不同压实轮重量压实作用范围分析62-64
• 4.6 压实轮竖向加速度与土体压实程度的关系64-67
• 4.7 本章小结67-68
• 第五章 试验段冲击压实数据分析68-85
• 5.1 工程实例68-72
• 5.1.1 试验步骤68-71
• 5.1.2 试验数据结果71-72
• 5.2 基于工程实例的冲击压实模型72-73
• 5.3 压实效果的分析和对比73-78
• 5.3.1 数值模拟沉降与实际沉降的分析与对比73-75
• 5.3.2 数值模拟密实度与实际密实度的分析与对比75-78
• 5.4 压实轮竖向加速度与土体压实程度的验证和分析78-83
• 5.5 本章小结83-85
• 结论与展望85-88
• 一、结论85-86
• 二、展望86-88
• 参考文献88-92
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果92-93
• 致谢93-94
• 附件94

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