《高速鐵路路基連續壓實控制指標與控制機理研究》是依託西南交通大學，由徐光輝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高速鐵路路基連續壓實控制指標與控制機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：徐光輝
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對連續壓實控制技術中的難點和不足，本項目採用動力學與控制理論方法，進行高速鐵路路基連續壓實控制指標與控制機理的研究。首先從路基結構力學性能指標的基本定義出發，根據散粒體碾壓成型過程中的狀態變化特徵，建立路基壓實過程中能夠反映壓實狀態變化的指標評定體系；其次通過動力學分析，建立路基結構抗力與壓路機動態回響之間的相關關係，給出抗力信息的計算方法；最後研究基於路基結構抗力指標體系的反饋控制機理，研究壓實機具的振動參數、路基壓實程度以及壓實穩定性的控制準則，提出連續壓實控制與常規控制相結合的綜合控制法。研究成果將建立以路基結構抗力信息為控制指標的連續壓實動態控制理論體系，為發展適用於高速鐵路路基壓實質量過程控制的套用技術提供理論支撐。成果可以轉化為實用技術，不但可以用於鐵路路基、還可套用於公路路基、機場工程等領域，對於提高填築工程的碾壓質量具有促進作用。
結題摘要
高速鐵路對路基結構提出了更高的要求，特別是在提高抗變形能力和物理力學性能的均勻性分布方面。而路基結構性能取決於選擇優良填料和充分壓實，其中壓實質量控制是關鍵要素之一。常規的壓實質量控制方法是點式抽樣檢驗控制，存在較多問題，很難控制路基填築的整體質量，因此需要研究覆蓋全面的控制方法。連續壓實控制是一類新的控制方法，國外目前主要有早期的瑞典壓實計諧波比方法和德國的振動模量方法。但瑞典方法局限性較大，沒有普遍套用價值，而德國方法則與專用壓路機捆綁在一起且價格昂貴。因此有必要研究一種新的連續壓實控制方法，使之具有廣泛的適用性是本項目的目標。 本項目主要在以下方面進行了研究：（1）壓實過程中路基結構狀態特徵及表達方式研究；（2）壓實過程中路基結構抗力指標識別研究；（3）基於路基抗力指標的連續壓實動態反饋控制機理研究；（4）試驗驗證研究。 通過這些研究，得到如下重要結果：（1）提出了採用路基結構抵抗力進行填築碾壓質量控制的指標體系，解決了路基填築碾壓過程中採用何種指標進行連續控制問題，即避開了瑞典壓實計方法的局限性，又避免了德國方法求取振動模量所需較多參數和需要專用振動壓路機的問題，可以裝配在所有性能穩定的振動壓路機上。不但適用於高速鐵路路基壓實質量控制，還可以廣泛套用於普通鐵路路基、公路路基面層、機場、大壩、工業廠房地基、填海造地等諸多填築工程領域的壓實質量控制上。打破了國際上少數國家對這項技術的壟斷，為國內開展這方面的工程套用奠定了基礎，並且還可以為智慧型壓路機的研發提供技術支撐。（2）根據動力學分析結果，提出了多方面的控制內容，即振動壓實工藝監控、壓實程度控制、壓實穩定性控制和壓實薄弱點控制等，為全面提高路基填築碾壓質量提供了新的技術途徑，彌補了目前高速鐵路路基填築碾壓傳統控制方法的不足之處。（3）本項研究成果被納入有關國家行業標準中。 本項研究在理論上是“一個剛性圓柱體在彈塑性體上移動和振動狀態下所引起的動力學問題”，屬於複雜的接觸動力學範疇，尚無理想的解答。在套用上的主要難點是如何解決連續控制指標與常規檢測指標的一致性問題。因此本項目在選擇何種簡化力學模型、如何進行信息處理、如何進行反饋控制等方面進行了系列研究，解決了工程上進行套用的關鍵技術，形成的套用技術已在高速鐵路建設中開始套用。
