不同含水率下级配碎石振动压实状态评价与机理研究

以重锤击实法中的最优含水率为高速铁路基床级配碎石振动压实法中含水率确定标准,振动压实过程中产生冒泥现象,劣化了级配碎石的压实质量。为研究含水率对振动压实法的影响机制,以不同土体结构类型的级配碎石为研究对象,通过大型室内振动压实和三轴试验,分析不同含水率级配碎石的压实状态变化规律。研究结果表明,干密度随着含水率的增大呈先减小后增大的趋势,存在波谷,且含水率过高时,振动压实中会出现粗粒料黏着、冒泥等现象;采用压实烘干后,临界含水率作为振动压实法的加水量,压实中未产生翻浆现象,且干密度满足现场碾压标准;临界含水率下CEI和TDI处于最佳区间,颗粒破碎率最低,同时保证压实后填料的刚度、强度最大;基于临界状态土力学理论,解释孔隙水对填料振动压实的影响,即在含水率超过临界含水率后、外界总应力保持不变的情况下,孔隙水压力增大,土体有效应力减小,导致成型后填料强度下降。研究成果可为高速铁路粗粒土填筑控制提供理论参考。

应力吸收层沥青混合料压实特性研究

为了解应力吸收层沥青混合料的压实特性,保证施工和易性,采用旋转压实仪成型试件,利用压实度与旋转次数的关系研究油石比、压实温度和矿料级配对压实特性的影响。结果表明:压实能量指数、压实速率、95%和99%压实度对应的压实次数均可作压实参数,压实速率对应力吸收层沥青混合料适用性不强,95%和99%压实度对应的合理压实次数为10次和35次,其可用于确定最佳油石比,提出了应力吸收层沥青混合料关键筛孔1.18 mm和2.36 mm合理通过率范围分别为45%~50%和65%~75%。

水泥乳化沥青混合料路面压实工艺参数研究

为了精准预测水泥乳化沥青混合料路面达到目标密实度所需的压路机压实工艺参数组合,基于该混合料压实流变时变特性及压实Bodner-Partom(B-P)本构模型,采用数值仿真和路面压实试验相结合的方法开展研究。首先对ANSYS进行二次开发得到B-P材料模型,然后将阶段性变化的B-P模型参数代入压实组合仿真分析中,最后开展路面压实试验,进一步得到压实工艺参数优化组合。数值仿真研究结果表明:由仿真结果得到3个低频高幅高速组合,3个组合作用后沿轮宽方向的混合料竖向应变值减小幅度均较大,在路面深度6 cm处的混合料竖向应变衰减幅度值均较小,其中组合六的衰减幅度值为最小,路面目标成型厚度可控制在7 cm以下。路面压实试验表明,组合六(低频高幅高速压实6遍)的有效压实能量偏大,应将组合六的压实遍数优化为:低频高幅高速压实5遍+高频低幅高速压实2遍。

混合比例、菌剂和压实密度对玉米秸秆和花生秧混合青贮发酵品质和营养价值的影响

本试验旨在研究混合比例、菌剂和压实密度对玉米秸秆和花生秧混合青贮发酵品质和营养价值的影响。试验分为2部分,试验1研究混合比例和菌剂对玉米秸秆和花生秧混合青贮发酵品质和营养价值的影响。将玉米秸秆和花生秧按5个混合比例(4∶0、3∶1、2∶2、1∶3、0∶4)进行混合,每个比例下设4个组,分别为对照组(CON组,喷洒无菌生理盐水)、植物乳杆菌组(LP组,喷洒1×10^(6)CFU/g植物乳杆菌)、粪肠球菌组(EF组,喷洒1×10^(6)CFU/g粪肠球菌)、植物乳杆菌+粪肠球菌组(LP+EF组,喷洒5×10^(5)CFU/g植物乳杆菌+5×10^(5)CFU/g粪肠球菌),每组3个重复,厌氧发酵60 d。试验2研究压实密度和菌剂对玉米秸秆和花生秧混合青贮发酵品质和营养价值的影响。将玉米秸秆和花生秧按3∶1比例混合后,按不同压实密度(300、450、600 kg/m^(3))进行发酵,每个压实密度下设4个组(同试验1),每组3个重复,厌氧发酵60 d。试验1结果表明:1)随着花生秧比例的提高,有机物、中性洗涤纤维和水溶性碳水化合物含量显著降低(P<0.05),粗蛋白质含量显著升高(P<0.05)。与对照组相比,EF和LP+EF组的中性洗涤纤维含量显著降低(P<0.05),EF组的氨态氮含量显著降低(P<0.05)。2)混合比例对乳酸菌和霉菌数量无显著影响(P>0.05)。与对照组相比,LP、EF和LP+EF组的乳酸菌数量显著升高(P<0.05),LP+EF组的霉菌数量显著降低(P<0.05)。3)混合比例为2∶2组的玉米赤霉烯酮含量显著高于其他各组(P<0.05),混合比例为3∶1和2∶2组的赭曲霉毒素含量显著低于混合比例为4∶0组(P<0.05)。与对照组相比,LP+EF组的玉米赤霉烯酮含量显著降低(P<0.05)。4)混合比例为2∶2组的pH显著高于其他各组(P<0.05),混合比例为3∶1组的乳酸含量显著高于混合比例为2∶2组(P<0.05),混合比例为3∶1组的乙酸含量显著低于其他各组(P<0.05),混合比例为3∶1组的丁酸含量显著低于混合比例为4∶0组(P<0.05)。与对照组相比,LP+EF组的pH显著降低(P<0.05),乳酸含量显著升高(P<0.05);EF组的乙酸含量显著降低(P<0.05)。试验2结果表明:1)压实密度为600 kg/m^(3)组的有机物、粗蛋白质含量显著低于压实密度为300 kg/m^(3)组(P<0.05),水溶性碳水化合物含量显著高于其他各组(P<0.05);随着压实密度的增加,氨态氮含量显著降低(P<0.05)。与对照组相比,EF组的有机物含量显著升高(P<0.05),LP+EF组的粗蛋白质含量显著升高(P<0.05)。2)压实密度对乳酸菌和霉菌数量无显著影响(P>0.05)。与对照组相比,LP和LP+EF组的乳酸菌数量显著升高(P<0.05),LP、EF和LP+EF组的霉菌数量显著降低(P<0.05)。3)压实密度为450和600 kg/m^(3)组的玉米赤霉烯酮和伏马毒素含量显著高于压实密度为300 kg/m^(3)组(P<0.05)。与对照组相比,LP+EF组的玉米赤霉烯酮含量显著降低(P<0.05)。4)压实密度对pH无显著影响(P>0.05)。压实密度为600 kg/m^(3)组的乳酸含量显著高于压实密度为300 kg/m^(3)组(P<0.05),压实密度为300 kg/m^(3)组的乙酸和丁酸含量显著高于其他各组(P<0.05)。综合各项指标,推荐玉米秸秆和花生秧混合青贮的适宜混合比例为3∶1,菌剂为植物乳杆菌和粪肠球菌联合添加,压实密度为450~600 kg/m^(3)。

不同机械压实条件下黑土性质及入渗特征变化研究

为探究不同机械压实条件对黑土土壤性质入渗特征的影响,以克山县典型黑土为研究对象,设置3种不同型号机械(华夏HX2104-C:154 kW、约翰迪尔554:40 kW、中国海山:19 kW)和不同压实次数(0,1,3,5,7,9次)对秋收后大豆耕地垄沟开展模拟压实,通过测定土壤容重、含水率、孔隙及土壤入渗特征,分析不同机械压实条件对土壤物理性质及土壤入渗特征的影响。结果表明:在0~10 cm土层,大型、中型、小型机械压实后土壤容重分别增加54.17%、56.25%、46.88%;总孔隙度分别减小31.58%、28.07%、29.82%;含水率分别下降19.35%、16.13%、9.68%。首次压实对土壤性质的影响最显著,容重均增加32.29%以上,土壤总孔隙度均减小15.8%以上,只有大型机械使土壤含水率显著减小9.6%。随压实次数增加,各机械压实后10~20 cm土层土壤容重从1.25 g·cm^(-3)增加至1.58 g·cm^(-3),总孔隙度从52.16%减小至38.22%,土壤含水率从27.33%下降至20.67%,其中,大型机械在首次压实使容重及孔隙特征产生显著影响,而中型及小型机械对土壤物理性质的影响主要依靠压实次数的增加对土壤起到压实的累积作用。首次压实,中型及小型机械使2 h累计入渗量分别减少87.16%、50.81%,初渗速率分别减少87.59%、70.93%,中型机械使稳渗速率显著减少92.90%;3次压实,大型机械使2 h累计入渗量、初渗速率分别显著减小73.29%、75.67%,大型及小型机械使稳渗速率分别显著减少74.07%、66.97%;至5次压实后土壤各入渗特征无显著差异。0~20 cm土层土壤容重及土壤孔隙特征均影响机械压实土壤入渗特征,其中,0~10 cm土层土壤容重是影响综合土壤入渗特征的主导因素。

路基智能压实评价指标研究进展综述

系统总结了智能压实评价指标(ICMV)迄今为止的主要研究成果,讨论了ICMV的发展历程、计算原理、优势与缺陷、填料适用性以及与原位指标拟合的影响因素。分析表明:ICMV与路基填料之间存在一定的匹配机制,工程上应尽量按照该机制选择ICMV以提升检测效果;拟合分析时,应综合考虑填料类型、ICMV类型和原位指标以确定影响因素,避免回归特征的冗余或缺失;鉴于部分特征对预测值存在非线性影响,不建议使用线性模型对智能压实数据进行预测。针对上述问题,本文在ICMV与填料的匹配关系、拟合因素的重要性、回归算法的选择策略三个方面给出了具体的建议及未来的研究方向,以期作为ICMV后续应用及研究的参考。

考虑参数随机性的压实黄土蠕变变形不确定性分析

现有蠕变模型的计算值为确定值,未能考虑岩土材料和参数评估过程中的随机性。为反映岩土材料的变形随机特性,基于多次重复的一维固结蠕变试验,本文研究了分级和分别加载条件下压实黄土的蠕变特性,建立了考虑参数随机性的改进Merchant模型,提出了一种蠕变变形的不确定性预测方法,并通过延安高填方工程进行了验证。结果表明,压实黄土具有明显的衰减蠕变特性,引入非线性元件的Merchant模型能更好描述土体的应变时间关系,考虑参数随机性的模型计算值近似服从正态分布;通过不确定性预测方法可以获得蠕变变形值的概率云图,且工程实测蠕变变形值落在预测范围的95%的置信区间内,说明了考虑参数随机性的蠕变变形不确定性预测方法的有效性。

考虑含水率变化的路基压实填料介电特性试验研究

研究介电特性是路基电磁法无损检测技术的基础,为分析路基填料介电特性及其与含水率关系,采用TDR测试砂土、黏性土、改良土、盐渍土等6种典型填料在不同压实度、含水率状态下的介电常数。结果表明:压实填料的介电常数主要受含盐量、含水率、土质类型、压实度等影响;一般路基填料的介电常数主要受控于含水率,压实度在90.0%~96.0%变化时对填料的介电常数影响不显著;一般黏性土、砂性土、改良土的含水率-介电常数关系采用Alharathi模型拟合可满足工程应用精度要求;不同压实度下的Alharathi模型参数较为接近,a=0.100~0.140、b=-0.270~-0.140;掺灰改良土不同压实度的拟合参数差别较大,实际应用中应考虑掺灰比及压实度对介电常数-含水率关系模型的影响。

盐渍土既有高速铁路路基压实质量检测

高速铁路路基填料压实标准主要通过压实系数、地基系数、动态变形模量等指标进行控制。对于既有路基,在不破坏路基的条件下,路基内部的控制指标难以有效测试。为评价某海外项目既有路基内部填料压实情况,最大程度减少对既有路基工程的扰动破坏,通过试验段建立了动力触探试验(DPT)锤击数与实测压实系数、地基系数、动态变形模量的拟合关系式,并将其应用于该项目全线路基内部压实质量检测。结果表明:应用该拟合关系式能够避免对既有路基的破坏,节约工期,取得了较好的经济效益。

基于连续检测的高速铁路路基压实质量控制方法

针对传统检测方法无法满足路基压实质量实时、全面控制要求的问题,开展了高速铁路路基碾压足尺模型连续检测试验,分析了路基压实过程中振动轮振动能量变化规律,建立了能量压实值与动态变形模量、地基系数和压实度的相关关系,对基于连续检测的路基压实程度、压实稳定性和压实均匀性进行分析。结果表明:振动轮振动能量随碾压遍数增大而增大,能量压实值与常规检测指标具有强相关性,可以作为高速铁路路基压实质量连续检测指标;采用考虑90%置信水平预测区间下限的压实质量连续控制值判断路基压实程度更符合路基实际压实状态;碾压区域内能量压实值平均增长率应小于2%,出现过压现象时应停止碾压;碾压结束后,各检测单元能量压实值应在碾压区域平均能量压实值的80%~120%范围内。

基于层次分析法的路基智能压实质量评价

智能压实技术由于其全过程实时控制等优点,逐渐被应用于路基压实作业中.针对目前路基智能压实质量评价指标体系仍较欠缺的情况,引入层次分析法,构建了相应的智能压实质量指标层次分析模型,并对该模型进行求解与编程,验证了该模型的合理性与可靠性;再结合路基试验段现场检测数据,得到了层次分析模型对应的智能压实检测特征值,并通过相关性校验等方法验证了该检测特征值的合理性与优势,对现有智能压实质量评价体系进行了补充完善.

大型转子锻件锻造常用压实方法数值模拟对比分析

针对大型转子锻件在锻造过程中常用的几种压实方法,选用目前常用的几种心部压实指标,利用DEFORM-3D软件分别模拟了199 t钢锭单锤压下、一次镦拔和两次镦拔过程,通过对模拟结果的比较分析,对比不同拔长方法的压实效果,为实际生产时压实方法的选择和合理搭配提供依据。

智能压实监控系统在公路路面施工中的应用

在公路路面施工中压实质量是重要的决定因素,现阶段传统的施工控制方式对于压实质量的控制效果有限,为加强对压实质量的管控,设计并提出了一套基于GPS定位技术、LoRa/Wi-Fi无线通信等技术的智能压实监控系统。该系统通过分层设计与模块化设计,集成了车辆运行传感器模块、红外测温传感器模块、压实度传感器模块,对碾压速度、质量、温度等进行实时反馈、指导压实作业。通过实际工程应用对比试验结果表明,应用智能压实监控系统进行施工指导时,可将初压速度控制在2.6~2.9 km/h之间,对比传统的压实施工速度(2.5~4.4 km/h),速度变化范围较小、较为稳定,且速度均值为2.8 km/h(<3.3 km/h),可以有效避免速度过快、过慢导致变异系数较大的情况。并将碾压温度的波动范围控制在163~166℃之间,改善了因温度波动较大带来的变异系数增大的问题,且减少了漏压情况的出现。经过检测,应用智能压实监控系统后路面压实度高于设计指标的要求,减少了因质量问题导致补压、返工等现象的发生,降低了非必要成本。

公路沥青路面施工压实温度控制研究

温度是影响沥青路面压实施工质量的重要因素,为了探究沥青路面最优的压实温度,以长沙至益阳高速公路扩容工程使用的SMA-13混合料为研究对象,以温度为变量,通过变量试验,探究不同压实成型温度对于混合料压实特性的影响,根据混合料的压实指标特性,结合施工环境的影响,确定有效的压实温度控制范围,即温度应控制在80℃以上。同时通过试验建立压实温度、环境条件与压实时间的回归模型,探究压实温度与压实时间之间的函数关系,通过确定有效压实时间进行最佳压实温度的控制。按照试验确定的有效压实温度等进行现场施工,温度监测表明,通过调控摊铺与压实同步进行,保证有效压实时间控制在52 min内、压实温度满足大于80℃以上时,施工中未出现温度离析,可以对温度离析进行有效控制。

关于市政道路施工当中路基路面压实技术研究

本文以某市政道路工程为例,对该工程实际施工过程中运用的路基路面压实技术进行研究与分析。首先对本工程项目的实际情况进行简单介绍,然后对市政道路工程路基路面压实技术应用的价值进行分析,并提出几种常用的压实施工技术。最后对施工工艺流程进行详细介绍,重点分析了实际施工中需要特别注意的技术细节。最后对路基路面压实度检测方法进行详细分析,希望通过本文研究,能为市政道路工程施工提供一些技术参考。

振动轮两侧加速度差异及连续压实指标优化研究

连续压实控制技术主要通过振动轮单侧振动响应描述土体压实状态,已在工程中得到广泛应用。然而,研究发现压实过程中存在振动轮两侧加速度响应不一致的现象,这可能导致现有测试方法在相同位置出现不同的刚度测试结果,因此研究振动轮两侧振动差异性对提高连续压实测试精度具有重要意义。结合现场试验,采集压路机振动轮两侧的加速度信号,重点分析了不同压实遍数、振动频率下两侧加速度峰值、倍频幅值的变化与分布规律;以双侧响应为基础提出平均指标,通过相关性分析对指标适用性进行验证。研究结果表明:随着压实遍数的增加,两侧加速度峰值差异逐渐减小,经4遍压实后差异由24.4%降至13.3%;振动轮结构偏心会造成振动轮两侧加速度频谱中基频幅值差异的产生,被压土体两侧刚度不均会造成2倍频、3倍频幅值差异的产生;双侧平均指标μAICV与动态变形模量的相关性为0.75,表明双侧平均指标μAICV可用于路基压实质量控制,相比单侧连续压实控制指标,可有效提高现场质量控制精度。

黑土机械压实对玉米生长、产量及氮利用效率的影响

【目的】阐明黑土机械压实对玉米生长、产量及氮利用效率的影响。【方法】设置压实程度和施氮量2个试验因素,其中压实程度设置轻度压实(C1)、中度压实(C2)、重度压实(C3)3个水平;施氮量设置施用氮肥(F)和不施用氮肥(F0)2个水平;共计6个处理,每个处理重复3次。【结果】压实程度对玉米叶面积指数(LAI)和株高均有显著影响,重度压实处理下的玉米LAI和株高显著减小,施用氮肥显著影响株高,但对LAI的影响不显著。压实程度和施用氮肥对玉米产量均有极显著影响,重度压实和中度压实相比轻度压实减产24%和10%。压实程度和施用氮肥对土壤硝态氮量有极显著影响。重度压实抑制玉米生长,减少氮吸收,进而导致土壤硝态氮量增加。压实程度对玉米地上部吸氮量和总氮素积累量有极显著影响,施用氮肥条件下,3个压实处理下的玉米氮吸收量明显增加,但氮利用效率均有所下降。【结论】黑土机械重度压实严重抑制了玉米的生长,减少了作物对土壤氮素的吸收和利用,进而导致土壤硝态氮残留量增加。

农田土壤压实过程及模型研究进展

农田土壤受到农业机械田间作业的影响发生压实板结,造成土壤孔隙率降低,容重和紧实度增大,限制水分入渗和根系生长,影响作物产量。随着我国农业机械化水平不断提高,土壤压实对农业可持续发展的影响引起了广泛的关注。本文通过文献调研,总结了土壤压实过程的国内外研究进展,对土壤压缩行为、压缩曲线与预固结压力的计算方法进行了梳理,综述了土壤压实机理和压实模型的发展历程和未来动向,可为推进农田土壤压实研究提供参考。

循环加载下压实黄土的边界面塑性本构模型

压实黄土的动应力应变关系预测是黄土高原平山填方工程长期运营涉及的关键问题之一,已有模型预测压实黄土的动本构关系难度较大。该文在边界面塑性框架下,引入动态映射法则,提出了一个反映应变累积的循环加载塑性模量表达式,构建了循环加载条件下压实黄土边界面塑性本构模型,分析了循环应力比与围压对应力应变关系与模量的影响规律,采用压实粉质黄土动三轴试验结果进行了验证。结果表明,该循环加载塑性模量基本反映了压实黄土的应变累积行为,所构建的本构模型考虑了循环应力比对动应力应变关系与模量的影响,可为填方压实黄土长期变形分析提供参考。

考虑压实质量和改进本构的沥青心墙坝性态分析

针对邓肯-张模型对沥青混凝土心墙料力学性质描述偏离的不足,改进了心墙沥青混凝土本构模型;同时,考虑实际施工中各分区坝料压实质量空间差异导致的物理力学特性空间差异,提出了考虑坝料实际压实质量的大坝有限元分析方法。首先,通过数字大坝系统采集到的施工数据,对大坝各坝料分区进行压实质量空间估计;其次,建立各坝料分区本构模型参数与压实质量的定量关系,实现对任意单元材料参数的空间估计,并通过Abaqus软件的二次开发,实现坝料本构模型参数的每个单元赋值;最后,结合工程实例,对沥青混凝土心墙堆石坝施工期结构性态进行精细数值分析。结果表明,考虑坝料实际压实质量的数值模拟可以更好地反映大坝实际施工过程的应力变形情况;改进后的本构模型提高了心墙变形计算的准确性,为精确分析沥青混凝土心墙堆石坝结构安全提供了有效途径。