為研究碾壓參數(shù)對(duì)振動(dòng)壓路機(jī)-土動(dòng)力系統(tǒng)的影響,在完全壓實(shí)的堆石料上采用10種振動(dòng)頻率和3種車速進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)碾壓試驗(yàn)。分析了振動(dòng)頻率和車速對(duì)土體測(cè)量剛度、振動(dòng)加速度、滯后相位角和地基反力的影響。結(jié)果表明,土體測(cè)量剛度在頻率為12～18 Hz時(shí)隨頻率增大而增大,振動(dòng)頻率大于18 Hz時(shí)在振動(dòng)減摩效應(yīng)下,土體測(cè)量剛度迅速減小且趨于穩(wěn)定;土體測(cè)量剛度隨車速的減小而增大。振動(dòng)加速度隨頻率的增大而增大,但因振動(dòng)減摩而導(dǎo)致土體剛度減小,振動(dòng)加速度增大趨勢(shì)與理論分析結(jié)果相比減緩;在共振頻率之上振動(dòng)加速度隨車速減小而增大,共振頻率之下結(jié)果與其相反。滯后相位角隨頻率增大和車速增大而增大。地基反力在共振頻率處最大,大于共振頻率時(shí)緩慢減小,小于共振頻率時(shí)迅速減小;地基反力在頻率大于24 Hz時(shí)隨車速減小而增大,在頻率小于24 Hz時(shí)變化不明顯。 

【文章來源】：人民黃河. 2020,42(03)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

土體測(cè)量剛度ks與振動(dòng)頻率和車速的關(guān)系

圖4為振動(dòng)加速度與振動(dòng)頻率和車速的關(guān)系�？梢钥闯�,3種車速下振動(dòng)輪加速度都隨著振動(dòng)頻率的增大而增大,原因是振動(dòng)頻率越大產(chǎn)生的激振力越大,導(dǎo)致振動(dòng)輪加速度越大。振動(dòng)加速度在頻率為12～18 Hz內(nèi)增幅較小,在頻率為18～22 Hz迅速增大,這與理論分析結(jié)果一致。但可以發(fā)現(xiàn),振動(dòng)頻率為22～34 Hz時(shí),振動(dòng)加速度增量有所減小,曲線為“上凸”形,而理論上振動(dòng)加速度隨著振動(dòng)頻率的增大而加速增大[15]。這是由于頻率大于22 Hz時(shí),振動(dòng)減摩效應(yīng)導(dǎo)致ks減小,剛度減小會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)加速度減小,抵消一部分因振動(dòng)頻率增大而導(dǎo)致的振動(dòng)加速度增大,而理論分析時(shí)對(duì)不同振動(dòng)頻率都采用一樣的ks,因此兩條曲線不一致。由于振動(dòng)頻率大于34 Hz時(shí)振動(dòng)減摩不能繼續(xù)減小ks,因此可以預(yù)測(cè)在振動(dòng)頻率大于34 Hz后,振動(dòng)加速度隨振動(dòng)頻率的增大而加速增大。車速對(duì)振動(dòng)加速度的影響分為共振頻率之上和共振頻率之下兩部分。在所有振動(dòng)頻率下車速減小都會(huì)導(dǎo)致土體測(cè)量剛度ks增大,而根據(jù)二自由度動(dòng)力學(xué)理論,在共振頻率之上,振動(dòng)加速度隨ks的增大而增大,在共振頻率之下,振動(dòng)加速度隨ks的增大而減小。因此,在共振頻率之上,振動(dòng)加速度隨車速的減小而增大,在共振頻率之下,振動(dòng)加速度隨車速的減小而減小,但影響不大。

滯后相位角與振動(dòng)頻率和車速的關(guān)系見圖5。從圖5(a)可以看出,3種車速下滯后相位角與振動(dòng)頻率關(guān)系曲線形狀一致:振動(dòng)頻率為12～18 Hz時(shí)滯后相位角隨其增大而減小,振動(dòng)頻率為18～32 Hz時(shí)滯后相位角隨其增大而增大,且增大幅值隨振動(dòng)頻率的增大逐漸減小,最終會(huì)趨于180°。根據(jù)二自由度動(dòng)力學(xué)理論,滯后相位角隨著振動(dòng)頻率的增大而增大,但根據(jù)圖5可知,滯后相位角最小值出現(xiàn)在振動(dòng)頻率為16～18 Hz范圍內(nèi)。原因是不同振動(dòng)頻率下土體測(cè)量剛度不一致,滯后相位角與土體測(cè)量剛度有關(guān),在振動(dòng)壓路機(jī)確定的條件下,土體剛度越大,相同振動(dòng)頻率下的滯后相位角越小。由3.1節(jié)可知,土體最大測(cè)量剛度出現(xiàn)在頻率為18 Hz時(shí),頻率小于18 Hz時(shí)剛度隨著振動(dòng)頻率的減小而減小,滯后相位角增大。在振動(dòng)頻率增大和剛度減小的綜合作用下,振動(dòng)頻率為16～18 Hz時(shí)滯后相位角最小,振動(dòng)頻率為12～16 Hz時(shí)滯后相位角隨著振動(dòng)頻率的增大而減小,但變化不大。滯后相位角為90°時(shí)(如圖5所示)對(duì)應(yīng)的振動(dòng)頻率為振動(dòng)壓路機(jī)-土動(dòng)力系統(tǒng)的共振頻率。圖5(b)為圖5(a)框選范圍的放大,從圖5(b)可以看出,車速對(duì)系統(tǒng)共振頻率有影響。快速、中速和慢速3種車速對(duì)應(yīng)的共振頻率分別約為22.48、22.75、23.15 Hz,車速越慢則共振頻率越大。原因是車速越慢則土體測(cè)量剛度ks越大,根據(jù)動(dòng)力學(xué)理論,ks越大振動(dòng)壓路機(jī)-土動(dòng)力系統(tǒng)共振頻率越大。同時(shí)可以看出,在共振頻率之下車速對(duì)滯后相位角的影響較大,在共振頻率之上車速對(duì)滯后相位角的影響較小。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3371797