基于谐波平衡识别法的铁路路基连续压实指标研究

聂志红，焦　倓，王　翔

(1.中南大学 土木工程学院，湖南 长沙　410075；2.香港大学 土木工程系，香港)

连续压实控制技术基于压路机—土系统动力学模型，通过对压实过程中振动轮的加速度信号进行实时分析，得到土体的压实指标值。与传统抽样“点测法”相比，连续压实控制技术具有压实状态实时显示、全过程压实质量监控等优点[1]，近年来，在铁路路基中得到了逐步应用[2]。

由于压实指标直接反映路基的压实质量，因此是连续压实控制技术的重要研究内容。Geodynamik首先提出了基于振动轮参数(即轮半径和质量)和施工参数(即振动频率、振幅以及速度)的无量纲压实参数CMV的概念，Sandstöm通过试验，分析了振动轮加速度信号的一阶谐波含量与土体压实程度的关系，确定了CMV的计算方法并验证了其适用性[3]。但由于CMV指标仅包含振动轮加速度信号的一阶谐波，当振动轮加速度的谐波成分较多时，其可靠度较低[3]。Sakai对CMV指标进行改进，提出了包含振动轮加速度次谐波和三阶谐波的CCV指标[3,4]。Bomag和Kröber基于压路机—土动力模型，将压路机在2个连续振动周期内传递到土体的能量ω定义为指标，且ω值随着土体压实密实程度的增加而减小[5]。Caterpillar基于Bekker的车辆—变形理论，提出反映土体压实状态的MDP指标，且MDP是一个仅与压实土体性质有关的量[6]。Bomag基于压路机—土动力学模型，提出利用压路机—土接触力和振动轮竖向位移关系曲线的割线模量Evib反映土体的压实状态。Ammann根据压路机—土接触力和振动轮竖向位移曲线，将振动轮最大位移对应的接触力与最大位移的比值k定义为指标[7]。……