冲击碾压加固效果影响因素及预估方法研究

发布时间：2020-06-20 08:24

【摘要】：冲击碾压技术作为一种新型的浅层地基处理技术,其冲击碾压加固效果影响因素及加固深度预估等方面的研究尚不够充分。通过自制的冲击碾压模拟试验设备对冲击碾压砂土的加固效果影响因素进行模型试验,结合小型静力触探试验对冲击碾压处理后的砂土压实效果进行检测,检测深度为40cm,对应的原型实际土体深度为4.8m,同时进一步开展冲击能量理论分析,对冲击碾压加固效果的影响因素及预估方法进行研究。模型试验分组采用正交试验设计,包含冲击轮质量、冲击轮形状、牵引速度以及土体初始密实度等4个因素,每种因素包含3个水平,采用极差和方差方法对静力触探试验结果进行分析,具体分析结果如下:(1)通过极差法和方差法对冲击碾压加固效果影响因素的显著程度进行分析,总体上,对冲击碾压加固效果影响最显著的因素是冲击轮质量和土体初始密实度,其次是冲击轮形状和牵引速度,并对冲击碾压加固效果的最优组合进行分析,在40cm(原型4.8m)土体范围内加固效果的优化水平组合为4.21kg(原型7.3t)的冲击轮质量、四边形冲击轮、0.7m/s(原型8.7km/h)的牵引速度和0.6的土体初始相对密实度。(2)冲击轮质量对冲击碾压加固效果具有明显的影响。冲击轮质量越大,实现的冲击碾压加固效果越好,三种不同质量的冲击轮在20cm(原型2.4m)深度范围内都表现出较好的加固效果,且冲击轮质量增加48%~84%时砂土中40cm(原型4.8m)深度范围内的冲击碾压加固效果可以增加18.2~29.46%。(3)冲击轮形状对冲击碾压加固效果具有一定的影响。三边形冲击轮在20cm(原型2.4m)深度范围内实现的冲击碾压加固效果总体上要优于四边形和五边形冲击轮的加固效果,四边形冲击轮的加固效果要好于五边形冲击轮的加固效果。砂土中40cm(原型4.8m)深度范围内三边形冲击轮的冲击碾压加固效果比四边形和五边形冲击轮分别平均增加了4.92~7.35%、5.66~10.4%。(4)牵引速度对砂土的冲击碾压加固效果有一定的影响,在浅层20cm(原型2.4m)深度范围内牵引速度为0.4m/s(原型5km/h)时实现的加固效果最为显著,但随着深度的增加冲击碾压速度越快实现的加固效果越好,呈现出这种差异性是由于浅层土体密实度较差,冲嶮速度过快会对表层土体进行扰动,当牵引速度增加75%~150%时,砂土中40cm(原型4.8m)深度范围内的冲击碾压加固效果可以增加1.8~8.46%。(5)初始相对密实度对砂土的冲击碾压加固效果有明显的影响,当初始相对密实度由0.2增加到0.4和0.6时,砂土试样中40cm(原型4.8m)深度范围内对应的值平均增长了4.1~5.52%,而初始密实度由0.2增加到0.6时,砂土试样中40cm(原型4.8m)深度范围内对应的值平均增长了12.54~14.15%,且三种不同土体初始密实度均在20cm(原型2.4m)深度范围内表现出显著的加固效果。(6)基于冲击碾压加固效果影响因素的研究成果,并对冲击碾压过程中的能量和冲击碾压有效加固深度进行分析,提出了用于初步预估冲击碾压有效加固深度的方法。
【学位授予单位】：绍兴文理学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U416.1
【图文】：

颗粒级配曲线,标准砂,冲击碾压

诸如：冲击轮的质量以及外轮廓形状；冲击碾压，如冲击碾压过程中采用的速度和冲碾遍数对加固效果的影响基土或不同的物理力学状态下的地基土对冲击碾压效果的影碾压加固效果与诸多影响因素之间关系的研究还不深入。本次采用厦门 ISO 标准砂，并结合定制的制样箱制备试验所需土砂土初始密实度、冲击轮质量、冲击速度、冲击碾压遍数）砂检测，展开冲击碾压加固效果的影响因素研究。材料及仪器设备材料冲击碾压模型试验的土样主要采用厦门 ISO 标准砂，采用干示，测得的标准砂颗粒级配曲线如图 3.2 所示。该标准砂的最 1.67g/cm3，最大干密度取平均值 1.83g/cm3，Gs 为 2.66，最别为 0.59 和 0.45。

示意图,模拟试验设备,冲击碾压

（b）图 3.3 冲击碾压模拟试验设备Fig.3.3 Impact rolling simulation test equipment图 3.4 冲击碾压模拟试验设备示意图Fig.3.4 Schematic diagram of impact rolling simulation test equipment支撑架缓冲装置左右调节装置牵引系统模型箱线缆槽模型冲击轮导向系统隔板缓冲橡胶垫

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