连续压实控制技术在土石坝碾压中的应用研究.pdf

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1、第47卷第6期人民长江Vo1．47．No．62016年3月YangtzeRiverMal"．，2016文章编号：1001—4179(2016)06—0065—04连续压实控制技术在土石坝碾压中的应用研究闰鑫雨，黄俊(1．中交二航局有限公司技术中心，湖北武汉430040；2．西南交通大学建筑勘察设计院有限公司，四川成都610031)摘要：连续压实控制技术是铁路行业开展路基填筑压实检测中较为先进的手段之一，但尚未在水利水电行业中得以应用。通过连续压实控制检测可以反映碾压过程中的土体压实状况。以四川省金

2、平水电站为例，将连续压实检测技术应用到土石坝填料碾压质量控制中，对比常规干密度试验的分析数据，得到了连续压实值与干密度的相关系数并建立相关模型(方程)。结果表明，根据振动碾压过程中连续检测取得的压实质量信息，可以对土石坝填料压实程度、压实均匀性和压实稳定性开展实时有效的质量监控，对土石坝填料的快速连续压实检测具有较大的借鉴意义。关键词：干密度；连续压实控制技术；土石坝中图法分类号：TV641文献标志码：ADOI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2016．06．014根据《碾压式

3、土石坝施工规范(DIMT5128—载设备，根据压实机具与碾压层之间的相互作用，通过2001)》规定，在土石坝碾压过程中，应根据常规检测碾压层结构的反作用力(抗力)来分析和评定压实状干密度、含水率和压实程度等方式选点进行质量控态，进而实现碾压过程中压实质量的连续控制。由压制。此类方式多采用“以点带面”的方式反映土石路机的振动响应识别碾压层抵抗力是其中的关键环坝压实状况，对碾压过程中的超压与欠压问题，即使发节。填筑碾压过程中，根据土体与振动压路机相互动现压实质量缺陷也无法准确指导返工的范围及重新碾态作

4、用原理，通过连续量测振动压路机振动轮竖向振压遍数，系事后的点检验。这些问题的解决如果仅靠动响应信号，建立检测评定与反馈控制体系，实现对整传统的检测和控制思路则较难实施，而采取“过程监个碾压面压实质量的实时动态监测与控制。Forss-控+验收检验”的双重控制手段，则可能起到比较好blad根据现场试验研究，发现压路机以恒定的速度行的效果。如果能快速获取整个碾压面每个点的压实质驶时，连续压实指标与路基压实度有很好的相关性，并量信息，则会解决上述问题，最好的办法是实现连续的指出连续压实指标是压路机类型、碾

5、压速度、行驶方向检测，获取每个点的质量信息。因此，有必要在满足规和填土性质的函数。填筑工程连续压实控制按“设范中对“事后控制”(即试坑的压实质量控制)要求的备检查、相关性校验、过程控制、质量检测”4个阶段进前提下，开展土石坝填筑碾压质量实时监控技术研行。究。连续压实控制技术是利用振动压路机在碾压1．2连续压实控制系统过程中施加给碾压层表面的振动荷载，实测得到碾压压实过程监控系统由“连续压实控制检测仪”设面结构抗力的相关信息，从而实现了连续检测与控制备和“压实数据监测系统”(CDMS)软件组成。硬件

6、部的目的，其技术特点决定了采用新的控制和检测手段分包括加载设备和量测设备，软件部分包括压实控制的可能性。软件和数据管理软件，从而进行过程控制(压实程度、1连续压实控制检测技术原理压实均匀性、压实稳定性)和质量检测(碾压面压实状态分布确定、薄弱区域识别)。评定指标振动压实值1．1基本原理“VCV”是振动压路机参数和坝体本身压实性状两方连续压实控制检测技术是将振动压实机具作为加面的函数，可用(1)式描述收稿日期：2015—08一l1作者简介：闰鑫雨，男，助理工程师，硕士，主要从事地下工程地球物理探测研

7、究。E—mail：xinyuwithyou@126．com66人民长江VCV(X)。cF=F(P，M，C)(1)薄弱控制点，在坝体上选取试验段，试验段长度为20式中，为坝体结构抗力；P为激振力为振动频率；m，宽度12m，层厚为35cm。坝体填料为堆石料，试为振动轮质量；C为反映坝体压实性状的相关指标。验段连续压实检测试验组织方案如图3。连续压实控制系统及检测仪主机见图1。l—+轻度碾压l22轻度碾压+一3—+中度碾压4中度碾压+一5—重度碾压’6重度碾压—一1．加载设备；2．量测设备；3．传感器；

8、4．信号调理；5．数据采集；6．分图3连续压实检测试验组织方案析处理；7．显示；8．反馈控制．图1连续压实控制系统选用性能稳定的振动压路机徐工XSM222进行平碾作业，振动工艺为：(P，M,JO=(220kN，10500kg，检测设备由加速度传感器、主机、直流电源、USB接口等组成。其工作原理如下：首先将加速度传感器28Hz)，行走速度为I档，即2．63km／h，同时，检测设安装在振动压路机振动轮的内侧机架上，主机通过加备进行连续压实检测试验。速度传感器采集振动轮的动力响应信号，并