冲击压实技术及其应用研究

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1、河海大学博士学位论文冲击压实技术及其应用研究姓名：王传文申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：卢廷浩20080501河海大学博十学位论文摘要相对于传统压实机械，冲击式压路机具有大得多的冲击能量和冲击力，因此具有一次性压实厚度大，影响深度大，上层冲压可以对下层再密实的特点。运用于新建工程土基施工，可以提高工作效率，达到提前实现工后沉降，提高工程质量、加快进度和缩短工期目的。对于旧有土木工程的改造、加固项目，可以实现在不丌挖原有土基的前提下进一步密实土基，提高压实度。还可以将旧有路面结构进行冲压破碎，消除隐患，达到旧有路面结构不开挖再利用目的。冲击压实技术在国内外尚处于推广应

2、用阶段，目前状况是应用研究多于理论研究，细节研究多于系统研究，还没有一个全面而系统的从理论到实践，从技术到经济效益研究分析成果。本文运用经典理论力学，系统地研究了冲击压路机运动过程中力学变化规律，推导出冲击能量和冲击力理论公式，进而分析研究了冲击力、压实度、弹性模量、孔隙比、CBR值等相互关系，并通过实践分析，提出经验公式。在此基础上，提出了冲击压实施工工艺和质量检测标准，最后对采用冲击压实技术决策因素进行了分析。论文主要研究内容如下：(1)建立冲击压路机．土基体系和冲击轮物理模型，运用经典理论力学，系统地分析了冲击轮运动过程中的力学行为，得出了包含牵引力和摩阻力的冲击能量和

3、冲击力公式，进而采用J．Boussinesq和Cerruti公式分析了冲击压应力沿深度变化情况。在此基础上进一步研究了冲压遍数一定时，冲击压应力、应变、弹性模量、压实度随深度变化规律；深度一定时，冲击压应力、应变、弹性模量、压实度随冲压遍数变化规律。(2)研究了各种影响因素和相关参数，包括冲击轮重量、轮边数、质心高差、牵引车功率、牵引力、速度与加速度、振动、影响深度和有效影响深度、冲压遍数和有效冲压遍数，以及检测指标如含水量、压实度、回弹模量、CBR值、DN值等，对其变化规律和对冲压效果的影响进行了分析，为工程技术决策提供依据。(3)应用新建道路工程项目试验数据，分别对粘性土

4、、砂性土、碎石土的冲压效果和规律进行了研究分析，分别提出了压实度、CBR值、回弹模量、孔隙比、沉降与冲压遍数、深度关系的经验公式，并提出了指导施工的相关经验参数。(4)应用旧有道路改造工程项目试验数据，分别对旧有沥青、水泥路面改造时在路基压实不足和路面存在病害情况下冲击压实效果和规律进行了分析，并采用静力触探和瑞利波试验检测了冲击效果沿深度变化规律，得出了相关经验公式和参数，并提出了旧有路面结构利用、结构补强问题建议。(5)按照新建和旧有道路改善分类，分别提出了冲击压实施工工艺和质量控制检测标准。(6)对采用冲击压实技术的决策因素进行了分析。对于技术因素，分别按新建和旧有道路

5、改造提出了不同的决策因素。对于经济效益因素，针对目前垄断阶段采用冲击压实技术直接工程成本较高，推广后应大幅度下降的实际，提出了计划工期内缩短工期成本效益比较法和评价期内国民经济效益差额比较法两种社会经济效益比较方法。最后用实例验证了当前采用冲压技术的社会经济效益的可行性。关键词：冲击能量、冲击力、影响深度与有效影响深度、冲压遍数与有效冲压遍数、理论与经验公式、施工工艺、质量检测标准、决策因素ll河海人学博士学位论文ABSTRACTComparedtotraditionalcompaCtingmaclline，impactrollerhaSmuchmoreimpactenerg

6、Vandimpactf6rce，theref．oretakesonthecharacteristicoflargercompactedthicknessand1argeinnuencedepthatatime，andhasare—compactionefrectontheunderlayers．W11enappliedfornewcivilengineeringsoilfoundationwork，itcanincreasetheemciency，reducethesedimentationaRerwork，improvethequalityandshonentheproie

7、cttime．FortheremodelandreinforcementofciVilengineeringprojects；itcanrealizethepu叩oseoffIanhercompactionofunderlaVerwithoutexcaVatingtoplayers，increasethedegreeofcompaction．Itcanalsocompactandsmashoriginallypavementstmctureandeliminatehiddendanger，realize