振动压实机理与压路机的振动方式

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1、振动压实机理与压路机的振动方式文／尹继瑶波．如图1所示。振动技术已被广泛应用就必须施加足够的振动加速度。尢．r一论是刚性轮压实还是轮胎压实，静压力载荷对铺层材料的影响深于压实作业．其基础理论研究尚有不同的度都是很有限的。机械振动在土壤压实学术流派。对土壤振动压实从理论上来阐振动压实的机理中的应用，使得压实理论和压实机械产述．可以归纳为以下的几种学说。随着振动压路机发出的高频振生了划时代的进步。。土壤共振学说根据物理学原动振动波在铺层材料内沿着纵深方向振动压路机的压实是一个复杂的理，如果被压实土壤的固有频率和激振持续扩散和传播．如图2的示意。随机过程。有关振动

2、压实学说与振动压机构的振动频率相一致．则振动压实能在振动压实时，被压材料铺层中存实机理的研究，是工程压实工艺与施工得到最好的效果。但由于土壤的物理性在有内力和外力。内力包括材料颗粒之间机械创新的理论基础。国内外有关压路能各处并不相同．其固有频率是随处变的粘聚力和摩擦力，以及颗粒自身的重机振动方式的研究近几年来十分活跃，化的，因此激振机构的频率必须有一个力。外力包括，压路机所给予的静压力一些振动方式都各有其特点和应用的局较大的调节范围。由于振动作用使被压材料颗粒产生的惯性限性，这为振动压路机的设计和选用带。重复击实学说利用振动在土壤力．以及上层材料对下层材料的

3、重力。来了困惑也提示了创新的发展空间。上所产生的周期性压缩运动作用使土壤材料颗粒的惯性力是克服其内部压实这就必须增大机械在与土壤接触运动阻力的条件料粒惯性力的大小可关于土壤振动压实的学说前一瞬间的动量，即机械应具有大的振按下述计算方法确定。料粒在受迫振动振动压路机在压实作业时，由于振幅和足够大的振动部分质量。时的位移近似地按正弦曲线规律进行：动轮的振动使其对地面产生了高频冲击0内摩擦减少学说土壤的内摩擦=asin(ot因振动作用而急剧减少．使其剪切强度式中口、∞、t分别为振幅、振动角下降到只须很小的负荷就能够很容易地频率与振动时间。振幅口并非为常值．进行压实

4、。为此．需要使机械在振动过它视被压土层的深度而定，离振源越远程中始终保持着和土层的接触，即土壤振幅a越小。材料颗粒所承受的惯性力的振动频率及振幅能与机械的振动频F与参振质量m有关。则率及振幅相同，可以获得最好的压实效果。在这种情况下，机械传给土壤的纯粹是振动能量。为了使机械能保持这样一种工作状态．就必须使振幅较小以至于不可能“飘离地面。0土壤液化学说在振动波的作用下．被压材料的颗粒呈现高频受迫振动状态．其内部粘聚力和摩擦力急剧下降．使之仿佛处于流动状态．BB3振动轮的无定向振动此即称之为”液化”现象。这种液化现象的出现使材料颗粒之间的相互充填作用加强并且由于

5、受自身重力的作用而向着低位能的方向流动这就为压实创造了条图4定向振动压实图2振动冲击波在土层中的传播件。为了使土壤液化充分．a)振荡b)垂直振动201o年第3／4期(z月)《交通世界》87CO机NSTR械UCT广IONE场QUIPMENTF：一mn∞2sin∞t铺层材料的揉搓密实。当惯性力足以使土颗粒之间的摩到目前为止，这种无定向的振动擦力和粘结力被破坏时．它们之问就会仍然是振动压路机上结构最简单和最有相互脱离而产生位移，以至在其自重与效的振动方式也是应用最广泛和技术上层的作用下力图占据最低的稳定位经济性较好的唯一振动方式。置，从而互相掺和楔紧。并排除气体与

6、定向振动的基本原理是集中使用液相，达到一种较密实的结构状态。振动能量．可以是集中于沿滚轮运行方以上所述的振动压实机理，能够向的水平振动，滚轮前后振荡，或者是说明内摩擦减小学说、共振学说及土壤纯粹的垂直振动．如图4所示。液化学说。对于击实学说，仅在低频率。振荡式振动振荡式振动压路机的(n<1000r／min)时具有说服力。振荡轮上则产生有一个沿压轮圆周方向材料在受到强迫振动时，具有较的振荡扭矩，振荡扭矩给予地面的是一大质量的大块料粒会得到较大的惯性个水平方向的交变剪切力以激励土体力，它们将首先脱离相邻料粒而向下移产生水平方向(振荡轮切向)的振动，动。如果含有不

7、同大小颗粒的材料进行土壤在这个交变剪切力及振荡轮静压力长时间的振动，则可能出现大颗料粒都的联合作用下得以压实。处在下层．这种层析现象将不利于工程振荡扭矩来源于轮内以其轴线为图6双轴垂振机构工作原理的稳定。因此，振动压实过程应该在材对称设置两个静偏心矩相等而相位差料具有最大密实度及大小颗粒相互掺合水平振动与振荡式振动，按振幅的调节方18O。的偏心块激振器．当它们以同步而填满孔隙时结束．此时分层离析还未式不同分为有级调幅振动与无级调幅振同方向高速旋转时，就形成了一个周期发生。这就是说．振动压路机的激振力动，按机械振动的波形分为简谐振动、混性变化的激振扭矩，如图5

8、所示。与碾压遍数应随工程材料与填铺厚度的沌振动，以及