浅论道路结构无损检测理论与检测技术研究

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1、天津大学博士学位论文道路结构无损检测理论与检测技术研究姓名：李少波申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：王建华;张献民20061001摘要近年来，我国公路建设事业取得了辉煌成就，然而仍存在某些公路路面过早破坏的现象。路基的压实度达不到要求是造成路面破坏的主要原因。由于对路基工程中的石料路基、土石混填路基等，很难用传统的方法检测其压实度。因此，研究路基压实度无损检测新方法，无论对新建道路施工质量的控制，还是对正在使用道路路基的评价，都具有重要的科学意义。本文针对细粒土路基、土石混填路基压实质量以及水泥混凝土道面脱空的无损

2、检测理论与检测方法进行了如下研究：1、分析了光轮压路机滚压、振动压路机振实两种压实状态下的路基应力，进行了路基现场开挖和剪切波速原位测试，论证了碾压层表层土压实度可以代表本层土的压实度。提出了依据直达剪切波速评价碾压层压实度的新方法。2、大量试验结果表明，路基土干密度与剪切波速存在显著的相关性，土质不同，在压实度相同的情况下，其剪切波速值存在较大差别。各种土质的干密度与剪切波速的关系模型各不相同，但都可以利用四种典型回归模型P=口+bV，,to=a+blgV,，p=ae纠，，P=口Ko来描述。现场试验表明：通过建立具体工程

3、的干密度与剪切波速的关系模型，采用直达剪切波速检测技术，可以较好地实现路基压实度的无损检测。3、-分析了土石混合料路基压实问题、力学特性等。通过理论分析，建立了土石混合料剪切波速与孔隙率相关性分析理论模型，提出了依据剪切波速评价土石混填路基孔隙率的新思路，并开展了孔隙率、单位比能相关试验，研究了不同含石量孔隙率不再变化时的单位比能，提出以孔隙率为压实质量指标的控制标准；建立了土的剪切波速、石料剪切波速与土石混合材料的宏观剪切波速的理论模型，即土石混合料剪切波速与石料间隙土表征压实度相关分析模型，提出了利用土的表征压实度来评

4、价土石混填路基压实质量的新方法。4、利用有限元方法分析了水泥混凝土路面板的模态变化规律，讨论了混凝土面板在不同情况下的振动特性，分析了脱空状况与振动频率之间的关系，建立了道面脱空的无损检测方法。研究结果表明：对于Winkler地基上路面板的振动，基频值随地基反力系数k的增大而明显增大，当路面板脱空时，路面板在受到瞬态冲击后的自由振动表现为低频振动，其振动基频值一般小于60Hz；当路面板下路基良好时，其受到瞬态锤击后的弹性振动表现为高频振动，其振动基频值一般在260Hz以E。关键词：细粒土、土石混填、压实程度、道面脱空、检测

5、理论与技术AbstractInrecentyears．highwayconstructionhasobtainedmagnificentachievementsinourcountry．TheprematuredestructionsofpavementfrequentlyOCCUL，nlemaincauseisthatthesubgradecompactnessdonotsatisfytheengineeringstandard．Itisdifficultytodetectthecompactnessofthestone

6、subgradeandthesoilandstonesubgradeusingtraditionaldetectivetechniques．Therefore，itisnecessaryfordetectingthesubgradecompactnesstodevelopnewnondestructivedetectivemethods．Nondestructivedetectivetheoriesandtechniquesdetectingthesubgradecompactnessoffinegrainedsoils，

7、thesoilandstonemixtureandthecavitybeneathslabshavebeenstudiedinthisdissertation．1．Thesubgradestresseswereanalyzedundersmooth-wheelrollerandvibrationrollerloads．ThesubgradecompactionlayerswasexcavatedandtheshearwavevelocitywasmeasuredalongthedepthofcomPactionlayers

8、，whichshowthatthesurfacecompactiondegreeofcompactionlayerswasthesameastheinnercompactiondegree．Anewtechniqueevaluatingthecompactiondegreeoftherollingsub