土壤密實度振動響應檢測法的原理
在壓實施工中, 裝在振動壓路機大滾輪中的振動軸( 偏心輪) 高速旋轉, 產生巨大的激振力將土壤壓實。振動壓路機與土層所組成的力學系統可簡化的模型。M為大滾輪(包括振動輪) 的質量, K、C 為被壓土層的剛度和阻尼系數, 刀戶為車身的等效重量,K產、C / 為車身和大滾輪間( 主要是減振塊) 的等效剛度和阻尼系數。
在振動壓實過程中, 經多次滾壓的土層由疏松到緊密, 密實度逐漸加大,土層的剛度K 和阻尼C 也都相應的改變。這些結構參數的改變必然要引起系統振動響應的變化。因此, 測量并分析壓路機的振動響應信號,就可判定土壤密實度的大小。安裝在振動壓路機上的振動傳感器 ,可以檢取由振動激勵的系統響應信號。在振動全`壓實過程中, 土壤的剛度由小到大, 土層對振動輪的反力逐漸變大, 響應信號由開始( 第一遍滾壓) 的近似正弦波逐漸畸變。在壓向地面的半圈由于土層反力增大而使運動的幅值減小, 并因阻尼而滯后。逐次滾壓的波形畸變。這樣的畸變信號用富氏級數展開必然有明顯的偶次諧波產生, 畸變越嚴重, 諧波分量越大。說明土層的剛度增大, 相應的土壤密實度也就越大。