岩土力学 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (9): 2569-2577.doi: 10.16285/j.rsm.2021.0224

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

堆石体现场振动压实试验研究与应用

朱晟1, 2,卢知是1, 2,刘纯3,王京1, 2   

  1. 1. 河海大学 水文水资源与水利水电工程科学国家重点实验室,江苏 南京 210098;2. 河海大学 水利水电学院,江苏 南京 210098; 3. 中国电建中南勘测设计研究院有限公司,湖南 长沙 410014
  • 收稿日期:2021-02-05 修回日期:2021-05-06 出版日期:2021-09-10 发布日期:2021-08-31
  • 作者简介:朱晟,男,1965年生,博士,教授,博士生导师,主要从事土石坝等水工岩土与环境岩土方面的研究。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(No.2017YFC0404801)。

Field vibration compaction test of rockfill and its application

ZHU Sheng1, 2, LU Zhi-shi1, 2, LIU Chun3, WANG Jing1, 2,   

  1. 1. State Key Laboratory of Hydrology, Water Resources and Hydraulic Engineering, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098, China; 2. Institute of Water Conservancy and Hydropower Engineering, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098, China; 3. Power China Zhongnan Engineering Corporation Limited, Changsha, Hunan 410014, China
  • Received:2021-02-05 Revised:2021-05-06 Online:2021-09-10 Published:2021-08-31
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key Research and Development Plan (2017YFC0404801).

摘要: 采用基于动土压力盒(earth pressure cells,简称EPCs)、线位移传感器(linear variable differential transformers,简称LVDTs)等的动力测试技术,结合原位振动碾压试验,研究了压实过程中堆石体内部的应力变形特性和能量输入机制,并确定了碾压堆石料的最大干密度。结果表明:(1)碾压试验深度范围内堆石体的实测附加峰值应力在0.3~1.4 MPa之间,其中动应力峰值在0.22~0.82 MPa之间,且沿层深表现为指数衰减规律。(2)实测动应变明显滞后于动应力,且随着碾压遍数的增加,滞回圈变陡变小,土体刚度增大、阻尼减小。(3)采用频谱分析方法得到试验堆石体的激振应力分量、静线压力分量和变形,建立振动碾输入堆石体能量与检测干密度之间的关系,求得堆石体的最大干密度以及在不同碾压遍数下的相对密度,可为堆石坝填筑采用相对密度指标进行质量控制提供依据。

关键词: 堆石坝, 振动压实, 应力变形, 滤波, 相对密度

Abstract: Based on dynamic testing technology applying (earth pressure cells, EPCs) and (linear variable differential transformers, LVDTs), combining with the field vibration compaction tests, the internal stress and deformation characteristics and energy input mechanism of rockfill were studied. In the process of compaction, the maximum dry density of rockfill was determined. The results showed that: 1) The additional peak stress of rockfill in the depth range was between 0.3?1.4 MPa. The dynamic peak stress was between 0.22?0.82 MPa, which decayed exponentially along with the increasing of the depth of rockfill. 2) The measured dynamic strain significantly lagged behind the dynamic stress. With the increase of rolling times, the hysteretic cycle became steeper and smaller, while the soil stiffness increased and the damping decreased. 3) Dynamic stress, static stress and deformation were obtained through spectrum analysis and filtering methods, based on which the relationship between the input energy of the vibratory roller and the measured dry density was established. Then, the maximum dry density of rockfill and its relative density under different rolling times were calculated. This method can provide a basis for quality control of rockfill dam using the relative density index.

Key words: rockfill dam, vibration compaction, stress and deformation, filtering, relative density

中图分类号: 

  • TV 641.4
[1] 贾宝新, 李峰, 周琳力, 王帅, 刘家顺, . 基于时频分析的微震P波和S波到时联合拾取方法[J]. 岩土力学, 2021, 42(5): 1253-1265.
[2] 朱晟, 张远, 加力别克·阿哈力别克, 喻建清, 何兆升, . 基于增量分析的堆石坝瞬变-流变参数联合反演[J]. 岩土力学, 2021, 42(5): 1453-1461.
[3] 高俊, 党发宁, 马宗源. 超高沥青混凝土心墙高应力水平的降低措施研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1730-1739.
[4] 宋洋, 李昂, 王韦颐, 杜春生, 张舵, 付星星, . 泥岩圆砾复合地层泥水平衡盾构泥浆配比 优化研究与应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(12): 4054-4062.
[5] 马春辉, 杨杰, 程琳, 李婷, 李雅琦, . 基于量子遗传算法与多输出混合核相关向量机的堆石坝材料参数自适应反演研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2397-2406.
[6] 马瑞男, 郭红仙, 程晓辉, 刘景儒, . 微生物拌和加固钙质砂渗透特性试验研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 217-223.
[7] 付代光, 周黎明, 肖国强, 王法刚. 滤波频带对TSP预报结果影响分析[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 315-325.
[8] 盛云锋, 陈 远, 周 伟, 马 刚, 常晓林, . 基于改进动剪切模量模型的堆石坝动力响应分析[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 405-414.
[9] 姚 虞,王 睿,刘天云,张建民,. 高面板坝地震动非一致输入响应规律[J]. , 2018, 39(6): 2259-2266.
[10] 刘天翔,王忠福, . 隧道正交穿越深厚滑坡体的相互影响分析与应对措施[J]. , 2018, 39(1): 265-274.
[11] 袁艳玲,郭琴琴,周正军,吴震宇,陈建康,姚福海,. 考虑参数相关的高心墙堆石坝材料参数反分析[J]. , 2017, 38(S1): 463-470.
[12] 张智超,陈育民,刘汉龙,柳 侃,叶龙珍,. 微型桩-加筋土挡墙应力变形特性的多因素分析[J]. , 2017, 38(7): 1911-1918.
[13] 吴梦喜,余 挺,张 琦,. 深厚覆盖层潜蚀对大坝应力变形影响的有限元模拟[J]. , 2017, 38(7): 2087-2095.
[14] 孟 蒙,陈智强,黄 达,曾 彬,陈赐金,. 基于H-P滤波法、ARIMA和VAR模型的库区滑坡位移综合预测[J]. , 2016, 37(S2): 552-560.
[15] 吴 莹,马 刚,周 伟,杨利福. 基于分形理论的堆石料级配优化研究[J]. , 2016, 37(7): 1977-1985.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 姚仰平,侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[3] 向天兵,冯夏庭,陈炳瑞,江 权,张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[4] 石玉玲,门玉明,彭建兵,黄强兵,刘洪佳. 地裂缝对不同结构形式桥梁桥面的破坏试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2917 -2922 .
[5] 夏栋舟,何益斌,刘建华. 土-结构动力相互作用体系阻尼及地震反应分析[J]. , 2009, 30(10): 2923 -2928 .
[6] 徐速超,冯夏庭,陈炳瑞. 矽卡岩单轴循环加卸载试验及声发射特性研究[J]. , 2009, 30(10): 2929 -2934 .
[7] 张力霆,齐清兰,魏静,霍倩,周国斌. 淤填黏土固结过程中孔隙比的变化规律[J]. , 2009, 30(10): 2935 -2939 .
[8] 张其一. 复合加载模式下地基失效机制研究[J]. , 2009, 30(10): 2940 -2944 .
[9] 易 俊,姜永东,鲜学福,罗 云,张 瑜. 声场促进煤层气渗流的应力-温度-渗流压力场的流固动态耦合模型[J]. , 2009, 30(10): 2945 -2949 .
[10] 陶干强,杨仕教,任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .