【摘 要】
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高速铁路是我国“新基建”政策的发展方向之一。目前依据振动压实测量值评判路基压实质量的智能压实技术被认为是我国高铁智能建造的重要组成部分,受到研究者的广泛关注。然而现有技术未考虑含水率对路基压实质量的影响,造成在实践中智能压实技术测试不准确,精度不高。因此在智能压实过程中引入含水率实时测试对于提高测试精度,保障路基压实质量具有重要价值。电阻率法实时测试土体含水率被认为是一个可能途径。本文以高铁路基智
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高速铁路是我国“新基建”政策的发展方向之一。目前依据振动压实测量值评判路基压实质量的智能压实技术被认为是我国高铁智能建造的重要组成部分,受到研究者的广泛关注。然而现有技术未考虑含水率对路基压实质量的影响,造成在实践中智能压实技术测试不准确,精度不高。因此在智能压实过程中引入含水率实时测试对于提高测试精度,保障路基压实质量具有重要价值。电阻率法实时测试土体含水率被认为是一个可能途径。本文以高铁路基智能压实过程含水率测试为研究对象,设计了压实试验并结合现场测试探究视电阻率与压实指标、含水率的关系,对关系式进行拟合,构建了测试模型,主要创新性成果如下:(1)通过有限元方法研究了基于考虑土体渗流特性及忽略三相物质的胶结性的假设,当路基压实荷载逐渐增大,视电阻率与孔隙率的关系和电阻率法经典模型所述一致,而视电阻率与压实度之间则呈现明显的负相关关系。(2)粗粒土压实特性与含水率紧密相关。当土体含水率为最优含水率时,土体平均密度、常规压实检测指标地基系数K3 0、二次变形模量Ev2最大;随土体含水率再增加,表征压实程度的指标则显著减小,而对于含水率小于最优含水率的土体,压实指标相对变化较小。(3)根据不同含水率土样在压实荷载作用下的视电阻率与常规压实检测指标K3 0、Ev2建立了数值关系模型。基于试验数据对视电阻率与含水率的关系进行拟合,得到幂函数关系模型,同样地,选取了视电阻率与K3 0、Ev2拟合效果较好的线性关系模型。通过对关系式进行组合得到考虑压实特性变化的含水率测试模型。(4)基于现场振动压实测量值VCV与常规压实检测指标K3 0、Ev2的相关性检验的决定系数R~2均大于压实标准规定的0.7的结论,表明VCV值可作为大部分区域的压实质量评价依据。最优压实工艺组合则根据在现场进行的与含水率测试并行的标定试验确定为静压+弱振+静压+强振+静压+弱振+静压,含水率测试以振动后进行的静压阶段的视电阻率测量值为准。经验证,含水率测试模型现场适用性良好。此外,部分测点虽然VCV值达标,但是K3 0、Ev2检测不合格,属于欠压原因在于含水率过大,此即为含水率测试应重点关注的湿态压实区域。(5)针对大面积连续施工,根据测点土体的视电阻率值、含水率、振动压实测量值VCV试验数据建立了含水率连续测试模型。经过与烘干法测量值的对比,验证了所建立的关系模型整体具有良好的测试效果。并对VCV值达标,但常规压实检测指标K3 0、Ev2不合格的湿态压实区域进行有效监测,进一步提高了我国高铁智能化、精细化建设水平。
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