论文部分内容阅读
沥青混凝土心墙通常采用振动碾压的施工方式,压实质量决定了沥青混凝土心墙结构的稳定性和抗渗性。沥青混凝土心墙压实质量取决于心墙沥青混凝土配合比、级配和碾压参数。在心墙沥青混凝土配合比和级配已确定的情况下,针对现场施工多变情况,确定合理的碾压施工参数,对保证心墙压实质量、实现心墙快速经济施工十分重要。现阶段通常根据工程经验或现场试验确定碾压参数,前者缺乏直接理论依据,后者往往消耗大量人力物力。因此,本文采用离散单元法(Discrete Element Method,DEM)的颗粒流程序(Particle Flow Code,PFC),对沥青混凝土心墙振动压实过程进行了数值模拟,从细观角度揭示了心墙沥青混凝土振动压实特性,研究了不同碾压参数对压实质量的影响,为在现场施工多变情况下确定合理的碾压参数提供了技术手段和理论支撑。本文主要研究成果如下:⑴提出了考虑心墙沥青混凝土配合比和级配的颗粒建模方法,并针对心墙沥青混凝土的物理力学特性,确定了包括粗骨料颗粒和沥青砂浆颗粒在内的不同颗粒之间的接触模型;对模型进行了重力沉降,以模拟摊铺过程,匹配心墙沥青混凝土振动碾压施工前状态;并提出了基于单位体积压实功的碾轮建模和碾压荷载施加方法。⑵建立了心墙沥青混凝土静压试验PFC模型,提出了基于支持向量机模型(SVM)和自适应差分算法(ADE)的心墙沥青混凝土PFC模型细观参数的反演方法;并通过不同温度不同压力下的多组室内静压试验,对前述提出的方法进行了验证。结果表明:SVM模型可以较好地反映输入样本(待反演参数)与输出样本(模拟沉降量)的对应关系;采用反演所得的细观参数进行PFC模拟,其模拟沉降量与物理试验结果匹配较好。所得细观参数可为后续心墙沥青混凝土振动压实特性PFC模拟分析提供条件。⑶建立了沥青混凝土心墙碾压PFC模型,并根据现场试验的累计沉降率曲线对模型进行验证;进而分析了PFC模拟碾压过程中颗粒配位数、速度场和位移场的变化规律,揭示了心墙沥青混凝土的细观压实特性;并分析了不同碾压参数对心墙沥青混凝土压实质量的影响及其敏感性,可为合理确定现场施工碾压参数提供依据。