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题名压路机-非饱和路基耦合系统振动信号特征分析
被引量：2
- 1
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作者
卢正
冯一诺
张静波
张晶
唐楚轩
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机构
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
中国科学院大学
环境岩土工程湖北省重点实验室
中交第二公路勘察设计研究院有限公司
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出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第S01期203-210,共8页
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基金
四川交通科技项目(KJFZ-2022Y-022)
国家自然科学基金项目(No.42077261,No.42077262)
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文摘
为研究一种快速、无损、连续的施工期路基回弹模量检测方法,在考虑振动压路机结构特征和路基非饱和特性的基础上,建立了压路机-非饱和路基耦合振动分析系统,提出了以压路机振动轮振动加速度作为指标反馈施工期路基回弹模量的新方法。利用Fourier变换对非饱和路基的动力控制方程进行了力学求解,结合接触面边界条件得到了压路机和路基之间的相互作用力,进一步推导得到了压路机振动轮竖向加速度和路基振动响应在变换域内的解析解。最后,利用Fourier逆变换进行了空间-时间域内的数值求解,分析了压路机振动频率、路基饱和度和回弹模量对压路机振动轮及路基内部振动信号的影响规律。研究结果表明:当压路机振动频率大于共振频率时,随路基回弹模量的增大,振动轮竖向加速度基本成线性增大。当振动频率为28Hz路基土回弹模量从40MPa增大到100MPa时,振动轮竖向加速度幅值增加达到了60.1%。因此通过振动轮竖向加速度信号反馈施工期路基回弹模量是合理可行的,为施工期路基回弹模量检测提供了理论基础。
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关键词
耦合振动
非饱和路基
回弹模量
振动轮竖向加速度
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Keywords
coupled vibration
unsaturated subgrade
resilient modulus
vertical acceleration of vibratory drum
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分类号
TU435
[建筑科学—岩土工程]
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题名考虑非饱和路基性能劣化的路表振动响应研究
被引量：1
- 2
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作者
张晶
杨吉红
卢正
唐楚轩
刘杰
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机构
中国科学院武汉岩土力学研究所、岩土力学与工程国家重点实验室
中国科学院大学
湖北交投武天高速公路有限公司
中国科学院武汉岩土力学研究所、环境岩土工程湖北省重点实验室
新疆交通规划勘察设计研究院有限公司
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第S01期678-686,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(No.42077261,No.42077262)。
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文摘
为了给应用落锤式弯沉仪(falling weight deflectometer,简称FWD)准确识别路基性能劣化提供理论基础,建立了考虑路基非饱和特性的弹性层状路面在FWD荷载作用下的振动响应计算模型。通过Laplace-Hankel变换对模型的动力控制方程进行了推导求解,建立了路面和非饱和路基的动力刚度矩阵。并由层间连续性条件合成了公路结构的整体动力刚度矩阵,结合边界条件得出了FWD荷载作用下整个公路结构在变换域内的振动响应解。利用Laplace-Hankel逆变换对振动响应进行了空间-时间域内的数值求解,分析了FWD荷载频率和路基饱和度对振动响应的影响以及路基性能劣化与路表振动信号的关联性。研究结果表明:路表竖向动位移主要受FWD荷载低频成分的影响且随饱和度的增大而增大;相比较路表振动速度和路基表面竖向动应力,路表竖向动位移受路基性能劣化的影响更敏感,且在距荷载中心1.2 m位置处的路表竖向动位移变化率达到最大。研究结果可为路基性能劣化的反馈指标与位置选择提供科学依据。
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关键词
FWD
非饱和路基
回弹模量
位移响应
路基劣化
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Keywords
FWD
unsaturated subgrade
resilient modulus
displacement response
subgrade deterioration
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分类号
TU435
[建筑科学—岩土工程]
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题名基于电阻率法的非饱和路基水汽迁移试验研究
- 3
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作者
张睿霞
唐红
姚海林
刘杰
朱乐萌
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机构
武汉科技大学城市建设学院
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
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出处
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2023年第12期140-146,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(42077262,42077261,41672312)。
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文摘
非饱和土路基中水分的迁移不仅以液态形式发生,同时也会以气态形式发生,水汽的耦合迁移作用会在路基长期运营过程中对路基的长期稳定性及服役性能造成严重影响。因此,开展了针对典型非饱和土路基的电阻率测试及水汽迁移试验,研究了初始含水率和初始压实度对电阻率的影响,揭示了水汽迁移过程中非饱和土路基的电阻率变化规律,建立了电阻率-含水率模型。研究结果表明:随着含水率、压实度的增加,黏性土的电阻率均减小,呈指数特征,且电阻率对含水率这一影响因素更为敏感。随着迁移时间增加,土体顶部电阻率越来越小,土体底部电阻率越来越大。不同初始含水率试验,初始含水率增大,顶部土壤电阻率衰减率先增大后减小。不同压实度试验,压实度越大,土体顶部电阻率降低程度越小。电阻率-含水率模型计算结果与试验数据较吻合,模型拟合程度良好。
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关键词
非饱和路基
水汽迁移
电阻率
含水率
压实度
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Keywords
unsaturated roadbed
water vapor migration
resistivity
moisture content
degree of compaction
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分类号
TU4
[建筑科学—土工工程]
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题名非饱和土路基毛细作用的数值与解析方法研究
被引量：16
- 4
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作者
刘杰
姚海林
卢正
胡梦玲
董启朋
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机构
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第S2期421-427,共7页
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基金
交通部西部交通建设科技项目(No.2011318493720
No.20113184931700
+3 种基金
No.2011318775680)
国家自然科学基金项目(No.51209201
No.51279198)
武汉市青年科技晨光计划项目(No.201150431070)
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文摘
通过建立非饱和土毛细作用的孔隙分布的分形模型,推导获得了非饱和土毛细水的最大上升高度,同时基于Richards水分运动微分方程,引入边界及初始条件,基于Laplace变换,得到了毛细作用下非饱和土路基湿度变化的解析解;同时引入算例,将所提出的解析方法计算结果与未简化参数的数值计算结果进行了对比分析;最后考虑不同因素的影响进行了非饱和土路基毛细作用下的湿度变化分析。分析结果表明:解析求解获得的路基湿度变化趋势和未进行参数简化的数值法求解结果基本一致,证明解析解法是合理可信的;路基填筑的初始含水率越大,填土的初始吸力越小,毛细水上升的高度及湿度变化量也相应越小;透水性能较好的路基填土毛细水上升速度较快,但上升高度较小,毛细水可以在较短时间内上升到最大高度;路基的填土类型不同,路基在毛细作用下的湿度变化状态也不同,需要针对不同的填土路基进行相应的防排水措施。
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关键词
分形理论
RICHARDS方程
毛细作用
非饱和土路基
初始含水率
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Keywords
fractal model
Richards equation
capillary action
unsaturated soil subgrade
initial water content
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分类号
U416.1
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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题名路基非饱和土抗剪强度的吸力效应
被引量：4
- 5
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作者
刘东燕
郑志明
侯龙
赵宝云
伍川生
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机构
重庆大学土木工程学院
重庆市公路局
美国科罗拉多矿业大学
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出处
《土木建筑与环境工程》
CSCD
北大核心
2012年第4期1-5,18,共6页
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基金
交通部西部交通建设科技项目(2009318000001)
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文摘
从宏观的吸力控制型直剪试验和微观的土体颗粒结构2方面入手,对路基非饱和土抗剪强度的吸力效应进行了研究。在不同吸力和不同法向应力条件下完成4组剪切试验,并选取2种不同含水量的同类型土样进行结构扫描。研究结果表明,与粘性土不同的是,当粉质砂土含水量逐渐降低时,土体基质吸力对土体抗剪强度的贡献效果并不是一直增加的,而是存在一个峰值。这种现象主要是由于土体微观结构以及所含水分的存在形式所造成的。另外,土体所处的应力环境也会对土体强度的吸力贡献情况造成影响。
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关键词
路基非饱和土
宏微观方法
吸力效应
气-液交界面
弯月形水膜
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Keywords
roadbed unsaturated soil
macro-micro approach
matric suction effect
gas-liquid interface
meniscus water lens
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分类号
U416.14
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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题名非饱和黏土路基水汽运移与相变机制研究
被引量：2
- 6
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作者
刘杰
陈建斌
卢正
吴立鹏
秦亚琼
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机构
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
武汉市政工程设计研究院有限责任公司
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出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第S01期152-159,共8页
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基金
国家自然科学基金(No.42077261、No.42077262、No.41672312)
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文摘
在降雨稀少且地下水赋存较深地区,非饱和土路基内部水分运移主要以水汽运移为主,其传输过程中伴随的相变会产生土体内土、水能量和形态的转换,造成路面变形、路基强度衰减。通过开展小尺寸土体多态水分运移室内试验以及复杂环境下路基水汽运移模型试验,系统研究了非饱和黏土路基水汽运移与相变机制。结果表明:影响路基水汽运移的主要因素有:含水率梯度、初始含水率、试验时间及环境温度。气态水运移量在总水分运移量中的占比随试验时间的增加而增加。冻结条件是导致路基浅层土大幅增水的关键,但冻结温度的大小对浅层土体增水量影响不大。同样温度梯度下,当初始含水率较低时,土体气态水运移占主导,反之则以液态水运移为主,当初始含水率大于某一数值时,在重力势作用下,土样会在无温度梯度条件下发生向下输送水分的现象。环境温度对气态水运移驱动力显著大于液态水运移。
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关键词
水汽运移
相变
非饱和黏土路基
气态水
影响因素
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Keywords
Water vapor transport
Phase transition
Unsaturated cohesive soil
Gaseous water
Influence factor
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分类号
U416.16
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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