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填石路堤连续压实质量控制技术研究

作　者: 段立强
导　师: 罗书学
学　校: 西南交通大学
专　业: 岩土工程
关键词: 填石路堤振动碾压质量控制连续压实控制
分类号: U213.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着我国铁路建设快速发展,用碎石材料作路基的情况越来越多,尤其在我国的西南山区。但采用碎石料的填石路堤压实问题一直没有得到很好的解决,现在,人们对它的质量压实评价问题越来越重视,所以这种填石路堤的质量压实评价问题已成为我国铁路修筑中迫切需要解决的问题。本论文结合“贵阳至广州铁路硬质岩石填料填筑路堤关键技术研究”科研项目,采用连续压实控制技术对填石路堤进行质量压实控制,并与常规的检测指标进行对比,建立相关关系。传统的压实检测都是人为的随机抽样检查,都是“点”的抽查,会造成“薄弱点”以外的漏查,代表性差,同时这些传统的方法费时费力,对已成型的路堤结构造成不利影响。本论文结合实际工程,选择SA、SB、SC三组填石料,在试验段分层分段填筑,在每层摊铺完毕后,采用振动碾压,在碾压过程中采集连续压实参数(压实度值Compacton Meter Value/CMV),每遍碾压结束后采用精密水准仪测量其沉降,得到每层的沉降率。由数据处理结果可以知道,沉降率与CMV具有很好的对应关系,即随着碾压遍数的增加沉降率减小,CMV值增加,最终二者都趋于稳定。在每层碾压沉降差小于3mm,且无明显的轮迹时,停止碾压,进行常规质量检测。本试验段常规检测指标是地基系数K30和K60、动态变形模量Evd、压实系数K,这些检测指标分别满足现行规范要求的最小值,说明采用当前的压实工艺参数可以满足压实要求。然后对连续压实参数CMV与常规检测指标进行相关性分析,分析发现三组填石料CMV与常规检测指标都具有很好的相关性,说明采用连续压实技术对填石路堤进行质量评价控制是可行的。对连续压实结果均匀分析,得到相应的均值、标准差和变异系数,表明路堤压实质量均匀性满足要求。变异系数是表征数据分散程度的指标,而常规检查指标变异系数较大,连续压实技术压实参数指标变异系数较小,即连续压实技术更适合大粒径的填石路堤。最后,针对连续压实检测特点,根据数理统计原理,利用Minitab软件对指标分布进行正态拟合,从概率角度考虑,设置置信度为0.9,得到指标相应分位点数值。从失效概率角度出发,并引进质量数Q以此来控制路堤连续压实质量。针对连续压实特点,提出了更适合的质量验收方案及建议措施,可作为工程应用参考。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
目录  9-12
第1章绪论  12-19
  1.1 填石路基的发展  12-13
    1.1.1 填石路基的特点  12
    1.1.2 填石路基在山区铁路中的地位与作用  12-13
  1.2 路基压实参数试验方法及工程意义  13
  1.3 常规压实度检测方法  13-14
  1.4 连续压实技术  14-17
    1.4.1 研究背景  14-15
    1.4.2 发展历程  15
    1.4.3 优点与局限性  15-16
    1.4.4 应用  16-17
    1.4.5 国内状况  17
  1.5 本文的研究内容及主要技术线路  17-19
    1.5.1 研究内容  17-18
    1.5.2 主要技术路线  18-19
第2章填石料的压实原理与连续压实理论  19-29
  2.1 填石料的压实原理  19-20
    2.1.1 填石料的压实过程  19
    2.1.2 填石路基施工压实方式  19
    2.1.3 填石路基压实过程中应注意的问题  19-20
  2.2 填石料的振动压实  20-21
    2.2.1 填石料的振动压实理论  20
    2.2.3 影响振动压实的主要因素  20-21
  2.3 连续压实质量控制原理  21-22
  2.4 连续压实质量控制的动力学模型  22-28
    2.4.1 室内外统一分析  23
    2.4.2 动力学分析  23-28
  2.5 本章小结  28-29
第3章振动系统模型仿真  29-41
  3.1 基于MATLAB/SIMULINK对振动压路机控制系统仿真  29-31
    3.1.1 Simulink仿真的特点  29-30
    3.1.2 仿真的意义  30-31
  3.2 模型仿真  31-36
    3.2.1 理论分析  31-32
    3.2.2 仿真模型与方法  32
    3.2.3 仿真结果分析  32-36
  3.3 信号的采集与分析  36-37
    3.3.1 信息与测试  36
    3.3.2 振动信号分析  36-37
  3.4 振动信号处理  37-38
    3.4.1 信号滤波  37
    3.4.2 噪声分析  37
    3.4.3 信号变换算法  37-38
  3.5 信号的反映方法  38-39
  3.6 本章小结  39-41
第4章现场连续压实检测试验研究与分析  41-74
  4.1 工程概况  41-45
    4.1.1 试验段工程地质条件  41-42
    4.1.2 地质构造及地震  42
    4.1.3 水文地质条件  42-43
    4.1.4 试验段路基填料分析  43
    4.1.5 试验段路基施工工艺  43-44
    4.1.6 试验段路基压实质量检测指标及标准  44-45
  4.2 连续压实测试系统  45-46
    4.2.1 激励系统  45
    4.2.2 压实度系统  45-46
  4.3 系统应用  46-47
    4.3.1 安装及数据输入  46-47
    4.3.2 系统初始化  47
    4.3.3 检测  47
  4.4 现场测试方案  47-49
    4.4.1 现场测试的内容及目的  47-48
    4.4.2 常规试验点位的选取原则  48
    4.4.3 现场试验方案设计  48-49
  4.5 试验结果分析  49-67
    4.5.1 试验数据的选定  49-50
    4.5.2 对比关系的数据处理  50-51
    4.5.3 不同碾压遍数下连续压实参数CMV的变化规律  51-55
    4.5.4 CMV与沉降率的相关关系  55-56
    4.5.5 CMV与E_(vd)的相关关系  56-59
    4.5.6 CMV与K_(30)的相关关系  59-61
    4.5.7 CMV与K_(60)的相关关系  61-64
    4.5.8 CMV与压实系数K的相关关系  64-67
  4.6 连续压实控制结果均匀性分析  67-72
  4.7 连续压实参数CMV目标值分析  72-73
    4.7.1 目标值的选定  72-73
    4.7.2 目标值的适用范围  73
  4.8 本章小结  73-74
第5章连续压实质量验收方案及建议  74-81
  5.1 填石路堤质量验收的重要性  74
  5.2 路堤质量验收方案  74-76
    5.2.1 基床以下路堤质量验收方案  74
    5.2.2 基床底层质量验收方案  74-75
    5.2.3 基床表层质量验收方案  75-76
  5.3 填石路堤压实参数分布规律  76-79
  5.4 验收建议  79-80
  5.5 本章小结  80-81
第6章结论与展望  81-83
  6.1 结论  81
  6.2 展望  81-83
致谢  83-84
参考文献  84-88
附录攻读硕士学位期间发表论文及参与的科研项目  88

填石路堤连续压实质量控制技术研究

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