[發(fā)明專利]一種基于離散元方法獲取無粘性路基土振動(dòng)壓實(shí)值的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910247572.2
• 申請(qǐng)日: 2019-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN109918843B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬濤;范劍偉;薛志超;彭存旺;王小龍;孔令弟;李正博;孫凱峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 許小莉

1.一種基于離散元方法獲取無粘性路基土振動(dòng)壓實(shí)值的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

（1）實(shí)地調(diào)研及試樣采集分析：在需要對(duì)無粘性路基土進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)的現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，取樣檢測此處無粘性路基土的路基土級(jí)配曲線、孔隙率、含水率、最大干密度、變形模量、內(nèi)摩擦角參數(shù)；

（2）無粘性路基土離散元模型構(gòu)建：參考步驟（1）所得的路基土級(jí)配曲線、孔隙率、含水率、最大干密度、變形模量、內(nèi)摩擦角參數(shù)，確定PFC2D軟件中路基土離散元模型的顆粒級(jí)配情況，并通過數(shù)值實(shí)驗(yàn)以試錯(cuò)法標(biāo)定顆粒間的微觀接觸參數(shù)；

（3）壓輪離散元模型構(gòu)建：在PFC2D軟件中建立與實(shí)際壓輪等半徑的壓輪模型，并根據(jù)實(shí)際振動(dòng)壓實(shí)工況中壓輪對(duì)路基土靜壓力的大小、振動(dòng)中激振力大小和頻率、壓輪轉(zhuǎn)速，對(duì)所構(gòu)建的壓輪模型賦予相應(yīng)參數(shù)；

（4）壓輪豎向位移-時(shí)間曲線獲取：上述步驟（2）（3）中已在PFC2D軟件中建立無粘性路基土離散元模型和壓輪離散元模型，運(yùn)行此模型，測量壓輪豎向位移-時(shí)間曲線；

（5）壓輪豎向加速度-時(shí)間曲線計(jì)算：在matlab軟件中對(duì)步驟（4）中獲取的壓輪豎向位移-時(shí)間曲線，進(jìn)行二次求導(dǎo)，得出壓輪豎向加速度-時(shí)間曲線；

（6）CMV值計(jì)算：在matlab軟件中對(duì)步驟（5）中獲取的壓輪豎向加速度-時(shí)間曲線進(jìn)行離散傅里葉變換，得出壓輪豎向加速度的頻域圖，在頻域圖中可見基頻與高次諧頻，從而可由其幅值間的比值關(guān)系得出CMV值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于離散元方法獲取無粘性路基土振動(dòng)壓實(shí)值的方法，其特征在于，步驟（2）中所述路基土離散元模型中選用球體作為模擬路基土的顆粒類型，其級(jí)配按照實(shí)測路基土級(jí)配曲線給定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于離散元方法獲取無粘性路基土振動(dòng)壓實(shí)值的方法，其特征在于，步驟（3）中所述在PFC2D軟件中建立與實(shí)際壓輪等半徑的壓輪模型的過程中，壓輪以單獨(dú)的一個(gè)球體模擬，其半徑與實(shí)際工程中所用壓輪半徑一致，設(shè)置其密度使模型壓輪自重等于壓路機(jī)壓輪靜壓力，在模擬壓輪所用球體的中心施加外力,其峰值與頻率均與實(shí)際激振力相一致，設(shè)置球體的轉(zhuǎn)速使其符合實(shí)際壓輪轉(zhuǎn)速。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于離散元方法獲取無粘性路基土振動(dòng)壓實(shí)值的方法，其特征在于，步驟（4）中所述測量壓輪豎向位移-時(shí)間曲線的過程中，壓輪豎向位移-時(shí)間曲線的測點(diǎn)在模型中壓輪對(duì)應(yīng)的球體的中心處。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于離散元方法獲取無粘性路基土振動(dòng)壓實(shí)值的方法，其特征在于，步驟（5）中所述對(duì)步驟（4）中獲取的壓輪豎向位移-時(shí)間曲線，進(jìn)行二次求導(dǎo)的過程中，對(duì)步驟（4）中所獲取的壓輪豎向位移-時(shí)間曲線，略去其初始及結(jié)尾的不穩(wěn)定段，僅選取其穩(wěn)定段進(jìn)行，先對(duì)壓輪豎向位移-時(shí)間曲線進(jìn)行fourier擬合，擬合曲線與原曲線之間的R-square值超過97%，并對(duì)擬合后所得的連續(xù)曲線進(jìn)行二次求導(dǎo)，得到壓輪豎向加速度-時(shí)間曲線。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于離散元方法獲取無粘性路基土振動(dòng)壓實(shí)值的方法，其特征在于，步驟（6）中所述在matlab軟件中對(duì)步驟（5）中獲取的壓輪豎向加速度-時(shí)間曲線進(jìn)行離散傅里葉變換時(shí)，其相鄰取樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔應(yīng)當(dāng)?shù)扔赑FC2D軟件中離散元模型運(yùn)行時(shí)的時(shí)步的長度。