智能壓實(shí)度理論基礎(chǔ).doc

智能壓實(shí)度理論基礎(chǔ).doc
智能壓實(shí)控制儀設(shè)計依據(jù) 理論基礎(chǔ) 壓實(shí)就是增加單位體積內(nèi)土壤顆粒的數(shù)量，減少孔隙率的過程。
振動壓路機(jī)在作業(yè)時，由于振動輪的振動使其對鋪層材料作用一個往復(fù)沖擊力 ，振動輪對鋪層每沖擊一次，被壓實(shí)材料中就產(chǎn)生一個沖擊波，同時，這個沖 擊波在被壓實(shí)的材料內(nèi)沿著縱深方向擴(kuò)散和傳播，被壓實(shí)材料顆粒之間的摩擦 力也由初始的靜摩擦狀態(tài)逐漸進(jìn)入到動摩擦狀態(tài)。
可見，進(jìn)行振動壓實(shí)時，在 被壓材料層中作用有內(nèi)力和外力。
內(nèi)力包括料粒間的粘結(jié)力、摩擦力和料粒的 重量；外力包括由于振動作用傳遞給被壓材料顆粒的慣性力和上層材料的重力 。
材料受強(qiáng)迫振動后，由于各料粒的質(zhì)量及所處位置不同，所產(chǎn)生的慣性力也不 同，此時，料粒問的粘結(jié)膜發(fā)生張緊的現(xiàn)象。
若慣性力不大，不足以克服料粒 間的摩擦力和粘結(jié)力，則各顆粒仍處于原始位置；如果慣性力很大，足以破壞 顆粒間的摩擦力和粘結(jié)力，在這種情況下，料粒在其自重力和上層物料重力的 作用下相互脫離，發(fā)生位移，力圖占據(jù)最低穩(wěn)定位置，排除氣相和液相，互相 楔緊、擠緊，達(dá)到密實(shí)。
圖1為輪胎驅(qū)動振動壓路機(jī)的2自由度數(shù)學(xué)模型。
在列出振動方程以前，首先對 模型中有關(guān)參數(shù)和條件進(jìn)行假設(shè)： (1)在模型中，假設(shè)土是具有一定剛度的彈性體。
其剛度為k2，阻尼為c2，且為 線性尼。
(2)振動壓路機(jī)的上下車的質(zhì)量簡化為具有一定質(zhì)量的集中質(zhì)量塊。
上車為m1， 瞬時位移為x1；下車為m2，瞬時位移為x2。
(3)振動壓路機(jī)工作在任何一個瞬時，振動輪都保持與地面緊密接觸，F(xiàn)s為振動 輪對地面作用力。
圖1中數(shù)學(xué)模型的運(yùn)動方程為： 式中Me偏心塊的靜偏心力矩，Me=mfr； mf偏心力； r偏心塊的偏心矩。
由此，對于多自由度振動系統(tǒng)，其運(yùn)動方程就可用下面矩陣形式來表述： [M]{X}+[C]{X}+[K]{F}={F}(4) 式中{X}加速度列陣； {