瑞利波波速检测粗粒土路基压实度方法研究

瑞利波波速检测粗粒土路基压实度方法研究

胡新宏 杨合刚 杨波

中电建路桥集团有限公司 新疆克州阿图什市 845350

摘要：伴随着我国公路建设的不断发展，使用瑞利波波速检测粗粒土路基压实度是目前一种快速无损检测的新方法。该项新方法的提出，对于检测路基压实程度来说是一个创新的一步，或许对于未来的公路建设有着很大的促进作用。经过一系列的理论分析和研究表明，瑞利波波速和路基土压实程度之间可能会存在着一定的联系，通过这些联系我们可以从瑞利波波速中探究粗粒土路基的压实程度。本文章针对瑞利波波速快速检测路基土压实度的理论基础知识进行阐述，针对这个方法进行一定的探究。通过实验研究表明，使用这个方法测量出来的精度，符合我国工程的标准。

关键词：粗粒土；瑞利波；压实度

前言

在我们进行高速公路建设的过程中，为了符合国家的标准，我们要针对路基的压实度进行检测。只有保证了路基的压实程度符合国家的标准，才能够确保建造出来的公路不会在使用的过程中出现安全问题。路基的压实度达到了国家的标准才会确保在今后使用的过程中不会出现其他安全性问题。尤其是对于高速公路的建设，对于路基压实程度的要求也就更加的严格，所以检测路基压实程度的方法成为了我们目前至关重要的一步。伴随着我国科学技术不断的发展，以前那些传统的路基压实程度检测方法已经不再适用于当下的公路建设，在一定的程度上，还限制了我国公路建设的发展和工程施工的速度。我国目前公路建设使用的方法还是一直沿用之前的灌砂法，这种方法在实施的过程中，需要在测量的路基土表面上挖坑，并且分别针对路基土的体积和重量进行测量，然后得到路基土的密度，然后再通过一定的换算从而得到压实度。灌砂法在现场测量路基土密度的精确度较高，但是这样的方法在检测方面的效率会很低，一条公路上要设置很多个检测点，每一个检测点都要进行挖坑检测，每一个检测点所需要花费的时间大概是20分钟到30分钟左右，完成整条公路的路基压实度检测，就会花费大量的时间。然而采用波的传播速度针对路基压实程度进行检测的方法，能够大幅度提高检测的效率，保证路基施工的速度和质量。

一、检测路基土压实度的理论基础知识

通过研究我们可以知道，路基土的压实度和路基土的密度有很大的关系，所以检测路基土压实程度的关键就是检测土的密度。密度和物体的质量和体积有关，是力学上一个重要的物理量。路基土也会产生机械振动，在机械振动的过程中会释放出应力波，并且通过应力波可以将路基土的一些特性表现出来。在产生应力波的过程中，应力波也会拥有一些属于自身的特点，同时也含有波的一些特性。而这些特性与土的物理性质都有着很密切的关系。我们通过一定的方法在路基表面上制造出了一组脉冲，脉冲通过路基土进行传播，然后我们在物体表面到不同地方安装一些接收器，用来接收这些应力波，通过安装位置的不同产生的距离差，以及接收应力波的时间差，就可以计算出波的传播速度。而我们接收到的应力波就像一个载体一样，好像携带了检测物体内部或者材料内部的一些信息资料，然后我们再针对应力波进行检测，将应力波反映出来的信息提取出来，这样就完成了整个无损探测的全部过程。

但是对于路基土来说，土质通常会分为细粒土和粗粒土。细粒土通过以上的方法进行检测，得到的效果会比较好。但是对于粗粒土来说，由于粗粒土本身会有较大的离散性，运用以上的方法进行检测所得到的效果并不会太好。深究其中的原因，以上的方法主要都是通过以一个检测点的检测结果，来代替一部分路基土表面的压实度，但是用这样的方法针对粗粒土检测时，在检测点中就很容易遇到超越直径的石头，在这样的情况下检测出来的结果就会有较大的误差。而如果我们采用波动的方法，就可以免除这样的现象。因为波在传播的过程中，会发生衍射的现象，如果碰到粒径比较大的石头，我就会沿着石头的边缘绕过去，在被压实的路基土上发生绕射传播。通过这样的方法，超粒径石头的干扰作用就会被消除掉。我们在实际检测的过程中，主要还是去检测那些被压实的路基土的密度，如果我们使用那些常规传统的方法去进行压实检测时，面对出现超粒径石头的情况，检测出来的成果必须要进行及时的修正。所以总的来说，利用波的传播速度等方法针对粗粒土进行压实度的检测，所得到的结果还是比较准确客观的。

二、试验结果分析

通过了前面的介绍我们可以得知，检测出波的传播速度其实就是为了检测路基度的压实度。所以其实检测的主要任务就变成了如何完整，准确的检测波速。我们在检测的过程中，主要将波分为横波和纵波。在路基表面上，通过一定的技术制造出一定的波形，通过路基表面上的两个传感器，就可以检测出波速。通过上述的理论基础知识进行分析，我们可以初步的认为应力波的各项特质和传播介质的密度之间，在理论上有着十分密切的联系。所以我们可以从这方面上进行研究，就有可能在检测路基土密度的方面上有所突破，从而促进路基土压实度检测的准确度。依据我们现在所能够掌握到的技术，土对于我们来说，其实是一个十分复杂的传播介质，即使是波在土这个介质中进行传播时，也会产生很多不同的情况，稍有不慎就很有可能造成检测的误差。所以我们无论根据什么理论进行检测路基土的压实度，也无论采用什么样的方法，在实际检测的过程中都要严格的符合操作的规范，只有这样才能够确保得到的检测成果，最大程度的符合实际情况。

三、结语

本文章提出了一种可以快速无损的检测粗粒土压实程度的新方法，并且在文中阐述了该项新方法的理论基础知识。并且通过实验证明，瑞利波波速确实与路基土的压实程度有着密切的联系，为了证明这个联系有更强的说服力和准确性，这个项目的研究还需要继续进行下去。而且在检测路基土压实度的这个方面上，还存在着分层压实，偏振方式不同等许多的问题。这些问题都需要我们通过深入进一步的研究才能够解决，希望该文章的内容可以为检测路基压实度提供一定的帮助，也希望瑞利波波速检测的方法可以得到推广，对我国公路建设做出一定的贡献。

参考文献

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[5]赵莉. 不同荷载频率与细粒含量下路基粗粒填料动力特性研究[D].浙江大学,2017.

作者简介：胡新宏（1978-04-13），男，汉族，籍贯：陕西省西安市，当前职务：新疆克州G219项目总承包部安全环保部副主任，当前职称：工程师，学历：大学本科，研究方向：公路工程