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双频合成振动压实方法的试验研究

姚运仕  
【摘要】:为了强化压实过程,本文提出多频合成振动压实方法,即任一时刻有多个激振频率及其对应的振幅同时作用于被压实材料,使被压实材料大小不同的颗粒处于共振状态,且颗粒间的摩擦作用减小,为有效压实创造了有利条件,其中,双频合成振动压实是一种简单而有效的压实方法。由频率合成分析可知,双频合成振动的两个简谐分量应与被压实材料固有频率的主要成分相适应,如一个为适合压实表面层的高频低幅分量,如频率取36~65Hz,振幅取0.4~0.8mm;另一个为适合压实中下层的低频高幅分量,如频率取20~30Hz,振幅取0.8~2.0mm。 论文提出“在合理的工作速度下,上中下各层的压实度同时满足要求”的参数优化目标,设计了双频合成振动压实样机,利用正交试验方法对样机的频率及频率比、振幅及振幅比和相位参数等进行了试验,结果是两个频率的相位差及频率比对压实效果的影响最明显;两频率成分的振幅及其振幅比对压实效果的影响较明显;两频率成分的频率值对压实效果的影响不大:激振器的相位对压实效果的影响较小。本次试验的较佳参数组合是:低频频率取24Hz,频率比取1:3,低频振幅取1.0mm,振幅比取2:1,两频率的相位差取0°,激振器初始相位取90°。 在参数优化试验的基础上对样机进行了性能试验。在同等试验条件下,与同等规格的普通单频振动压路机相比,在表层压实度高3.36%,在下层压实度高4.28%,达到相同压实度所需的压实遍数少1/3。说明样机不但具有良好的整体压实效果,而且具有明显的深层压实优势,同时具有较高的生产率。选取黄土和粉土进行了样机的压实适应性试验。试验结果显示样机对所选的几种压实材料都具有良好的压实效果,在振动压实12遍后,黄土的表层压实度为87.04%,下层压实度为76.34%;粉土的表层压实度为90.25%,下层压实度为86.08%。表明双频合成振动压实对被压实材料具有较好的适应性。


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