基于横波波速测试的土石复合介质压实质量评价方法研究

论文摘要

随着岩土动力学研究的不断深入，波动测试技术因其测试距离大、操作简单、成本低廉、可在施工中进行实时监测等特点而被广泛应用于路基工程压实质量控制与评价中。但是，由于对波在各种岩土体介质中的传播规律及其特性研究不够深入，缺乏具有普遍意义波动评价标准，因此应用推广难度大。为此，本文基于岩土体击实试样横波波速测试方法，通过理论分析、室内试验和现场测试等手段对土石复合介质压实质量评价方法进行了较为深入系统的研究。本文的主要研究工作如下：1、基于横波传播规律，提出了一种岩土体击实试样横波波速测试的方法（已申报国家发明专利）。2、基于土石复合介质弹性波理论，对土石复合介质横纵波传播速度理论公式进行了简化推导，得到了不同饱和状态下土石复合介质压实度波动反演模型，并结合模型路基波动测试数据验证了其可靠性。3、基于土石复合介质横波特性的已有研究成果，结合压实度波动反演模型，采用室内试验和理论分析相结合的方法，对横波波速与介质干密度、孔隙度、土石比、含水量等影响因子的相关性作了综合的分析研究。4、基于可靠度理论，以路基影响因子为出发点，分析讨论了变异性因子的作用机理，变异因素及其变异系数在路基碾压过程中的变化情况，建立了压实度中值与可靠度共同评价土石路基填筑质量的二元评价体系，为建立土石复合介质压实度波动评价标准奠定了基础。5、采用多道瞬态瑞雷波测试技术对奉新昌铜高速、会昌瑞寻高速等路基工程进行了多标段实地检测，并从波动模型计算、曲线标定、灌砂法测试三种途径对路基填筑质量进行了对比分析与评价。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的提出和研究意义
• 1.2 论文相关概念的界定及说明
• 1.3 土石复合介质压实度波动检测技术研究现状
• 1.3.1 土石复合介质弹性波理论研究回顾
• 1.3.2 波动检测技术研究回顾
• 1.3.3 压实度波动检测技术应用回顾
• 1.4 发展前景和必要性
• 1.5 本文的研究思路和主要工作
• 第二章 土石复合介质波动测试方法研究
• 2.1 引言
• 2.2 岩土体试件横波波速测试方法研究
• 2.2.1 测试原理
• 2.2.2 测试装置说明
• 2.2.3 技术要点
• 2.3 土石复合介质现场波动测试技术
• 2.3.1 面波测试原理
• 2.3.2 测试要求及参数设置
• 2.3.3 现场测试步骤
• 2.4 其它相关试验
• 2.5 本章小结
• 第三章 土石混填路基压实度波动反演模型研究
• 3.1 引言
• 3.2 土石复合介质波动特征的宏观理论——等效连续介质理论
• 3.3 Gassman 方程
• 3.4 流体相等效弹性特征
• 3.5 固体相等效弹性特征
• 3.5.1 颗粒接触理论
• 3.5.2 Hertz-Mindlin 模型
• 3.6 多相土石复合介质的等效弹性特征
• 3.7 土石复合介质压实度波动反演模型研究
• 3.7.1 模型推导
• 3.7.2 模型分析
• 3.8 模型验证
• 3.8.1 模型路基设计
• 3.8.2 模型路基碾压
• 3.8.3 模型路基波动测试
• 3.8.4 参数测试
• 3.8.5 压实度计算与分析
• 3.9 本章小结
• 第四章 土石复合介质横波特性研究
• 4.1 引言
• 4.2 试验方案
• 4.2.1 试验方案一
• 4.2.2 试验方案二
• 4.3 压实度对横波波速的影响
• 4.3.1 组合一
• 4.3.2 组合二
• 4.4 孔隙度对横波波速的影响
• 4.4.1 组合一
• 4.4.2 组合二
• 4.5 土石比对横波波速的影响
• 4.6 含水量对横波波速的影响
• 4.6.1 材料级配分析
• 4.6.2 击实试验
• 4.6.3 含水量对横波波速影响分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 土石路基填筑质量二元评价体系研究
• 5.1 引言
• 5.2 可靠性理论
• 5.3 系统变异性分析
• 5.4 系统可靠性分析
• 5.5 二元评价体系的建立
• 5.6 统计参数的确定
• 5.7 工程应用
• 5.7.1 灌砂法可靠性评价
• 5.7.2 波动法可靠性评价
• 5.7.3 实例计算
• 5.8 本章小结
• 第六章 土石路基压实度波动测试评价
• 6.1 引言
• 6.2 路基填筑质量评价综述
• 6.3 填方路基压实质量评价
• 6.3.1 模型反演法
• 6.3.2 曲线标定法
• 6.3.3 灌砂（水）法
• 6.8 本章小结
• 第七章 结论与建议
• 7.1 研究结论
• 7.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果