振动荷载下级配碎石颗粒运动及其能量特征试验研究

作     者：肖源杰 王萌 于群丁 华文俊 姜钰 Tutumluer Erol Xiao Yuanjie;Wang Meng;Yu Qunding;Hua Wenjun;Jiang Yu;Erol Tutumluer

作者机构：中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 伊利诺伊大学香槟分校美国香槟61801 

基　　金：国家自然科学基金(52178443,51878673,U1734208,U1934209) 国家重点研发计划(2019YFC1904704) 中国铁道科学研究院科技研究开发计划重大课题(2019YJ026) 

出 版 物：《土木工程学报》 (China Civil Engineering Journal)

年 卷 期：2023年第56卷第3期

页      码：78-89页

摘      要：大空隙级配碎石因其良好的透(排)水性能逐渐用作“海绵城市”路面结构的基层填料,但振动荷载作用下填料颗粒在重新排列过程中的运动姿态变化以及能量状态空间分布规律仍不明确。文章基于颗粒堆积理论设计了不同级配的碎石填料,开展不同激振参数组合下的室内新型平板振动压实试验,在试样内部不同位置处放置新型智能颗粒传感器(SmartRock)实时监测压实过程中颗粒的运动姿态变化,由颗粒加速度响应分析填料内部运动能量的时空演变规律,进而提出基于颗粒运动和能量分布的填料压实质量评价新指标。研究结果表明,级配碎石填料振动压实过程可明显分为两个不同阶段:第一阶段大部分能量耗散于碎石颗粒的竖向运动及空隙的压缩,占主导的颗粒竖向运动未形成致密的骨架结构;第二阶段颗粒主要发生水平面内的平动以及竖直面内的滚动,颗粒的长轴取向逐渐趋近于“平躺”状态,大部分能量耗散于颗粒间空隙的填充,颗粒逐渐互相紧密咬合嵌挤并形成稳定的骨架结构。试样中上部颗粒的运动指标可较好地评判压实状态,当颗粒水平向运动能量从逐渐增大过渡到逐渐减小至几乎没有任何能量分布但竖向能量分布突增时,表明试样已达到较优的压实状态,新的颗粒运动和能量指标可为连续压实质量智能评价和调控技术研究提供有益的理论依据和研究基础。

主 题 词：振动压实 透水性基床 级配碎石 颗粒运动 振动能量 压实评价 智能颗粒传感器 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 0831[工学-公安技术类] 081401[081401] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0835[0835] 0814[工学-地质类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.15951/j.tmgcxb.21121208

馆 藏 号：203120993...