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有效地控制坝体填筑碾压质量是确保高土石坝工程安全的关键。常规土石坝施工质量控制主要是以单元验收时的试坑检测结果为判断依据,人为因素干扰大,管理粗放,难以满足以高强度、高机械化为特点的大型土石坝工程施工的要求。本文深入研究了土石坝压实质量实时监测机理,研制开发了具有实时、连续、自动等特点的坝料压实质量实时监测装置,对土石坝碾压过程质量进行在线监测,可有效避免欠压和超压,对于实现土石坝施工质量的精细化管理,保证和提高大坝建设质量意义重大。本文主要研究内容与取得成果如下:(1)研究了智能碾压下土石坝坝料压实质量实时监测机理,主要包括土石坝智能碾压的理论框架、坝料压实质量实时表征机理,以及基于振动加速度频谱分析的压实质量实时表征指标的定义和算法分析,不仅为压实质量提供了一个直接表征指标,而且为研制坝料压实质量实时监测装置提供理论基础。(2)结合目前国内外研究现状,研制开发了土石坝坝料压实质量实时监测装置—压实监测值检测仪,可以实时监测反映坝料压实效果的表征指标压实监测值CV(Compaction Value),测得的CV值可以实时显示在控制器LCD屏幕上,实现了坝料压实质量实时、连续监控;同时,对压实监测值CV、振动频率及频谱分析数据进行存储,便于进一步的分析处理。(3)结合在建的土石坝工程实例进行了现场试验,验证利用不同定义下的压实监测值(CV1、CV2、CV3、CV4)与试坑试验测得的坝料压实度(或干密度)之间的相关性。结论表明,压实监测值CV2与坝料压实度(或干密度)之间具有良好的相关性,即CV2可以作为实时反映土石坝坝料压实质量的智能表征指标,为评判土石坝碾压质量提供了一条新的途径。