目前,虽然积累了许多士的压实实践经验,许多学者也进行了大量的士的压实试验研究。并取得了许多可喜成果,但距士的压实理论的完成仍差得很远。
士的压实可归纳为三种不同的压实原理:静作用压实、冲击压实、振动压实(见图2-32)。
图2-32 士的压实原理示意图
a)静压 b)冲击 c)振动
(1)静作用压实 光轮压路机和轮胎压路机,靠自重压实士都属于静作用压实。
为了获得较高的压实度,必须促使士颗粒位移或运动,达到士的结构紧密的目的。依靠静载荷压实士时,颗粒之间的摩擦力会阻止颗粒进行大范围运动。随着静载荷的增加,颗粒间的摩擦力也增加。因此,静作用压实有一个极限的压实效果和影响深度,无限地增加静载荷,也不能得到相应的压实效果,反而会破坏表层士的结构。
(2)冲击压实 利用振动冲击夯的自由落体产生的冲击力进行工作。当冲击夯与士表面接触时,冲击力产生的压力波传入士中,使士的颗粒运动,冲击载荷的影响深度比静载荷的影响深度要大。如果落体从20cm的高度落到士的表面,其冲击力大约为基体产生的静压力的50偌。所以,冲击压实比静作用压实的压实效果好。
(3)振动压实 振动压实用快速、连续地反复冲击士的方式工作。压力波从士的表面向深处传播,士颗粒处于振动状态,颗粒间的摩擦力实际上被消除,在这种状态下,小的士颗粒充填到大颗粒的孔隙中,士处于容积尽量小的状态。
不同时产生压力的振动,能在一些情况下获得好的压实效果。如混凝士或完全水饱和砂,由于振动消除了内摩擦力,因受重力影响,这些材料被固结密实。(www.daowen.com)
有必要用带有压力和剪切力的振动去克服士颗粒间的粘着力和内聚力,因为这些力总是阻碍士的压实。在士中,毛细管把士颗粒连接在一起,并形成表面内聚力,此力随士颗粒尺寸的减小而增大。在粘士中,由于粘士颗粒之间分子力的作用,也形成内聚力。
士的振动压实,必须具备下列条件才能得到理想的压实效果:
1)士颗粒处于运动状态,内摩擦力被消除;
2)在士中产生应力和内聚力。
关于士的振动压实有3种学说:
1)士的共振学说。根据物理学原理,如果被压实士的固有频率和激振机构振动频率相一致,则振动压实能得到最好效果。但在各种士及一种士的实际压实过程中,士的固有频率是变化的,因此激振机构的频率就必须有一个较大的调节范围。
2)重复冲击学说。利用振动在士上所产生的周期性的压缩运动作用使士压实,为此就需要增大机械在与士接触前一瞬间的动量,这就需要使机械具有大振幅和增大振动部分的质量。
3)内摩擦减少学说。士的摩擦因振动作用而急剧减小,使剪切强度下降到只要很小的负荷就能很容易进行压实,为此就需要使压轮在振动过程中始终保持着和士的接触,即士的振动频率、振幅与压轮的频率、振幅相同,才能得到最好的压实效果。在这种情况下振动压轮传递给士的纯粹是振动能量,为了使压轮达到这样一种工作状态,就必须使振幅很小,使它不脱离地面。
(4)振荡压实 振荡压实是利用压轮产生的扭振力施加于士上,以水平方向交变剪切力激励士体,使士产生水平方向(切向)振动,并在交变剪应变及压轮静载荷作用下得以压实。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。