分类： 矿山工程技术 >> 矿山地质学 提交时间： 2025-07-17
摘要： 在国家新基建和智能建造背景下，路基智能压实技术的发展方兴未艾，然而传统压实度表征指标较低的相关性和可靠性阻碍了智能压实技术的推广与应用。为解决上述核心难题，本研究聚焦路基动力响应机制与压实特性，系统开展路基填料动力学行为、多尺度结构演化机制与智能控制方法研究。首先，基于动三轴试验研究不同工况和应力路径下路基填料的宏观动力响应特性，建立适用于智能压实分析的动本构模型。其次，利用离散元模拟与CT三维重构技术，揭示振动荷载下土颗粒间接触网络演化、颗粒重排、孔隙闭合与局部应力传递路径变化等微观压密机制，建立振动轮加速度特征与路基材料动态模量之间的关系，提出基于实测多维加速度信号反演压实状态的动态模量表征模型。随后，通过开展足尺模型试验，系统研究不同压实能级、不同孔隙率条件下路基材料的动态模量变化特征，建立“孔隙率—动态模量—振动响应”耦联机制模型，提出基于动力参数的全新压实质量评价体系。此外，基于深度学习算法构建人工神经网络模型，结合施工碾压路径、振动参数、土体特性与传感器信号，实现压实质量的高精度预测与施工参数的自适应优化调控，搭建集数据采集、智能识别、反馈控制于一体的路基智能压实控制系统。研究成果将显著提升路基压实质量控制的科学性、实时性与智能化水平，为智能建造技术在交通土建工程领域的深度融合提供关键理论支撑与技术路径。
分类： 矿山工程技术 >> 矿山地质学 提交时间： 2025-07-17
摘要： 对于岩溶区、采空区上的路基工程，下伏空洞的不当处治极易引发沉陷等病害。注浆加固是处治岩溶空洞的常见手段之一。典型注浆工艺为钻孔-封孔-注浆，受地貌、地层、构造、封孔、注浆压力等因素的影响，冒浆、串浆等是注浆施工过程中经常遇到的问题，工程现场普遍存在“盲注盲评”的现象，进而导致充填效果不理想、材料浪费、环境污染等。注浆加固的核心问题是判断浆液的分布走向，以及对充填效果将进行精准评价。针对上述问题，本研究研发新型导电性浆液材料，在满足流动性、初凝时间、析水性等常规指标基础上，该材料电阻率与石灰岩有显著差异，利用浆液的自身导电特性，结合高密度电法，实现对注浆施工的精准跟踪监测，可有效预防串浆冒浆。利用GIN法注浆控制工艺，基于地质条件确定GIN值（Grouting Intensity Number，注浆强度值）标准，通过P-V曲线、F/P-V曲线对注浆过程进行实时监控，实现注浆全过程的可视化控制。结合高密度电法和瞬态瑞雷波法，对注浆加固效果进行快速检测，量化评价注浆范围和加固程度。该研究成果的应用有助于提升路基隐蔽病害的处治理论与方法，填补了国内外的相关技术空白，对我国道路施工新技术和设计理论的发展，以及施工技术进步有重要的理论意义和工程实践价值。
分类： 矿山工程技术 >> 矿山地质学 提交时间： 2025-07-17
摘要： 对于山区公路工程，就地利用土石材料填筑路堤可显著节约运输成本、提高资源利用率。然而，土石混合填料在工程应用中常面临以下问题：（1）施工采挖的岩体粒径普遍较大，路基填料粒径大小不一，土石混合料处于“密实-悬浮结构”状态，常规方法难以将其充分压实；（2）路基规范中的环刀法、灌砂法等压实度检测法适用于细粒土，而土石混填路基为非均质填料，在粒度组成、粒径大小，含水率，孔隙分布，压实特性等方面与细粒土存在较大差别，常规压实质量检测方法与评价标准无法准确表征土石混填路基的压实质量。针对上述问题，本研究研发了一套土石混填路基智能压实系统，该系统包含硬件组成与软件控制。硬件主要包括高精度定位系统、压实度传感器、智能压实导航平台；软件主要包括振动压路机智能控制系统、数据处理中心。围绕新型智能压实设备，利用现场试验开展土石混填路基智能压实施工工艺研究。基于智能压实平台，实时获取压路机技术参数、卫星地面基准站参数、工程信息、施工工艺标准等。通过监控压实工艺参数，实现压实程度、压实稳定性和压实均匀性三者控制，总结形成一整套土石混填智能压实施工工艺。基于智能压实的土石混填路基填筑质量检测与评价标准研究，确定路基智能压实目标值标准，通过现场调查和试验，研究路基智能压实检测值与常规压实检测值相关性的校验方法，建立线性回归模型。本研究成果综合机械工程、测量学、电子信息与土木工程学科，通过智能压实系统的研制与应用，实现了土石混填路基压实党的高质量、信息化施工。
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