透水性基床级配碎石填料宏细观压实特性试验研究

透水性级配碎石填料因其良好的渗透性而逐渐用于透(排)水性基床结构层,其压实质量直接影响路面结构工后变形和耐久性等关键服役性能。针对由颗粒堆积理论提出的石砂比(G/S)指标所设计的7种不同的透水性级配,分别开展室内重型击实和新型平板振动压实试验,研究级配、压实方式和能量水平等因素对碎石填料宏观压实特性和颗粒破碎的影响以及平板振动压实的最优激振参数组合,提出并初步验证对同种类型填料级配、压实方法和能量等的改变不敏感的干密度–饱和度归一化压实曲线;进一步采用高精度工业XCT扫描技术,从细观尺度对比研究了最优激振参数组合下不同级配的碎石填料试样内部颗粒运动、空隙分布和连通性特征等。结果表明：石砂比(G/S)指标级配设计方法可有效地区分透水性级配碎石填料不同的颗粒堆积结构类型,存在最优G/S值范围可使压实后的干密度最大、颗粒破碎程度最低和空隙结构最佳;平板振动压实下干密度随激振时间呈现3个不同的阶段,最优激振频率范围为25～27 Hz,且存在有效的激振时间和激振力组合,XCT扫描结果从细观层面分析不同阶段颗粒的运动规律验证宏观压实特性的变化规律,对比不同级配的空隙分布和连通性证实石砂比(G/S)...     

双频合成振动压实的对比试验研究

多频合成振动压实是一种新的压实方法,设计了双频合成振动压实机,这种压实机械可以通过调整激振器,实现不同的激振方式,如普通圆周振动压实、振荡压实、普通圆周振动 振荡的复合激振.为了探讨双频合成振动压实方法的压实特性,与某厂生产的YZS0.5型手扶振动压路机进行了对比试验,进行了不同激振方式下压实质量(压实度)试验,以及不同激振方式下的功率测试和生产率测试;试验与测试项目包括振动和驱动功率、工作速度、表面沉降量、压实度及样机动态响应信号等.同等试验条件下的对比试验表明,双频合成振动压实机的压实度较高,且具有良好的深层压实特性;压实效率较高,比YZS0.5型手扶压路机的生产率约高百分之五十;振动功率增加,而单位能耗低于普通振动压实.     

碎石土振动压实特性试验研究

利用自行研制开发的表面振动压实仪。对6种级配碎石土进行了室内振动压实试验，取得了不同激振力、不同激振频率和不同激振时间作用下的大量试验数据，研究了级配碎石十最大干密度与激振力、激振频牢之间的关系。提出了反映碎石上粒径级配的不均匀系数、曲率系数和特征粒径的级配特征值，并建赢了碎石上级配特征值、最大干密度、振动参数间的相关关系，存在良好的相关性。系统地研究了碎石土振动压实特性，研究结果具有蕈要的理论研究意义和工程指导作用。     

振动荷载下级配碎石颗粒运动及其能量特征试验研究

大空隙级配碎石因其良好的透(排)水性能逐渐用作“海绵城市”路面结构的基层填料,但振动荷载作用下填料颗粒在重新排列过程中的运动姿态变化以及能量状态空间分布规律仍不明确。文章基于颗粒堆积理论设计了不同级配的碎石填料,开展不同激振参数组合下的室内新型平板振动压实试验,在试样内部不同位置处放置新型智能颗粒传感器(SmartRock)实时监测压实过程中颗粒的运动姿态变化,由颗粒加速度响应分析填料内部运动能量的时空演变规律,进而提出基于颗粒运动和能量分布的填料压实质量评价新指标。研究结果表明,级配碎石填料振动压实过程可明显分为两个不同阶段：第一阶段大部分能量耗散于碎石颗粒的竖向运动及空隙的压缩,占主导的颗粒竖向运动未形成致密的骨架结构;第二阶段颗粒主要发生水平面内的平动以及竖直面内的滚动,颗粒的长轴取向逐渐趋近于“平躺”状态,大部分能量耗散于颗粒间空隙的填充,颗粒逐渐互相紧密咬合嵌挤并形成稳定的骨架结构。试样中上部颗粒的运动指标可较好地评判压实状态,当颗粒水平向运动能量从逐渐增大过渡到逐渐减小至几乎没有任何能量分布但竖向能量分布突增时,表明试样已达到较优的压实状态,新的颗粒运动和能量指标可为连续压...     

谐波平衡法在压实土体参数识别中的应用研究

针对现行土体压实质量连续检测指标存在力学意义不明确或未考虑振动轮加速度高次谐波的不足,基于经典振动轮-土动力学模型,引入谐波平衡(HB)识别法识别土体参数(刚度和阻尼).利用快速傅里叶变换对振动轮加速度信号进行频域变换,根据振动轮-土系统响应各阶谐波平衡原理建立压实土体参数的识别方程,通过最小二乘法求解识别方程得到压实土体参数,最后通过仿真实验验证识别结果可靠性.结果表明:谐波数取2时,识别误差最大为2.9％,识别误差随着谐波数增加而递减;将识别的土体参数代入原动力方程,得到的振动轮加速度信号与原加速度信号的相似度为0.9945,具有很高的可靠度.因此,谐波平衡识别法可用于压实土体参数的识别,能够准确反映土体压实状态.     

VMD和CICA在齿轮箱故障诊断中的应用

针对齿轮箱故障信号微弱且易受周围噪声影响的问题,提出了一种基于变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)的约束独立分量分析(constrained independent component analysis, CICA)算法。利用单通道加速度传感器采集齿轮箱的混合故障信号,通过VMD算法将混合信号分解为多个不同的本征模态函数(intrinsic mode function, IMF),然后依据峭度和互相关系数选取有效的IMF分量进行重构信号,对于重构信号利用CICA进行降噪处理,根据CICA降噪后得到齿轮和轴承的故障特征,对齿轮和轴承混合故障进行仿真及实验研究,结果表明,VMD-CICA算法可以很好地提取齿轮和轴承的故障特征频率,同时与经验模态分解-约束独立分量分析(EMD-CICA)和集成经验模态分解-约束独立分量分析(EEMD-CICA)算法相比得到的故障特征频率更明显。     

风积砂振动压实效果影响因素分析

本文从振动频率、振幅、振动加速度、表面静压力等方面，分析了风积砂振动压实效果的影响因素，得出风积砂干密度随振动加速度的增加而增加的结论，找出振动压实风积砂的最小加速度和经济加速度。     

改进Hilbert-Huang变换的滚动轴承故障诊断

以自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)为基础,提出了一种改进的Hilbert-Huang变换(HHT)时频分析法。对滚动轴承振动信号进行CEEMDAN获得一组本征模态函数(IMF)。通过自动提取敏感IMF算法,筛选特征敏感IMF分量,计算特征敏感IMF分量的Hilbert包络谱和HHT二维时频谱,提取故障特征频率信息。研究结果表明:CEEMDAN算法有效降低了模态混叠,比经验模态分解(EMD)算法和集合经验模态分解(EEMD)算法具有优越性。将改进的HHT与自动提取敏感IMF算法相结合,可以有效分解信号的特征信息,筛选出含有故障特征信息的敏感IMF,剔除背景噪声和无故障IMF的干扰,有效提取轴承振动的故障特征频率,诊断出轴承故障的发生部位。     

基于能量分析重构VMD分量的直埋供热管道泄漏定位研究

为提高声波法在复杂噪声环境下进行直埋供热管道泄漏定位的准确性,本文提出了基于能量分析重构有效模态分量的供热管道泄漏定位方法,即采用变分模态分解(VMD)将检测信号自适应地分解为一组本征模态函数(IMF),识别、提取有泄漏特征的有效模态分量,并通过能量占比分析完成信号加权重构。泄漏实验和工程实测表明：常规VMD泄漏定位方法与本文方法的平均定位偏差分别为1.57、0.51 m,相对定位偏差分别为8.42%、2.75%,采用本文方法定位准确性提高67.34%;工程实测中,常规VMD方法未能发现管道泄漏位置,本文方法确定的泄漏位置定位偏差为1.78 m;本文方法可抑制有效模态分量中的残余噪声,降低噪声成分对泄漏定位的影响,提高复杂噪声环境下供热管道泄漏定位精度。     

室内表面振动压实试验参数控制分析

最大干密度的准确测定对路基压实度控制具有重要意义,表面振动作为粗粒土最大干密度的室内试验方法,其动作用力、振动时间等参数对试验结果有直接影响。文章在分析振动压实机理基础上,对某高铁试验段碎石土进行试验且量测振动参数,并开展了表面振动参数控制研究。试验表明:现行试验规范所指"激振力"为钢制夯与土体表面接触的峰值动作用力更为合理,其大小与仪器设计参数和土体模量均有关。而激振力是由仪器构造决定的固有属性,实测动作用力远大于激振力;动作用力是振动压实效果的决定因素,振动压实显著作用时间为1 min左右,合理压实振动时间可取3 min;对于相同碎石土,表面振动压实最大干密度小于击实试验。     

基于VMD-SVD联合降噪的网架结构模态识别北大核心CSCD

为减少测量噪声对网架结构模态识别的不利影响,提出基于变分模态分解(VMD)和奇异值分解(SVD)联合降噪的随机子空间(SSI)模态识别方法.首先,以整体正交系数最小作为优化目标,利用鲸鱼优化算法获取VMD所需的最优K、α参数.基于K、α最优值对响应信号进行VMD后,根据各分量频谱曲线的光滑程度来筛选被激发的有效模态分量.其次,在进一步对有效模态分量进行SVD后,将其叠加以得到降噪后的重构信号.最后,采用SSI法对重构信号进行模态识别.某三自由度体系的仿真分析和某3m×3m平板网架的模型试验均表明,本文方法具有良好的降噪效果,可以筛选有效模态分量和提高模态识别精度.     

基于局部均值分解的螺栓连接振动松动研究

针对振动环境下螺栓连接结构的松动现象及响应信号的非线性、非平稳特征,提出基于LMD能量熵的松动故障识别方法。首先建立搭接板的有限元模型,通过预紧力单元法仿真得到不同预紧力下板结构振动信号;然后应用局部均值分解方法将信号自适应分解为若干乘积函数分量,计算包含主要故障信息的PF分量的能量熵,构造有效的松动损伤指标;最后建立螺栓连接搭接板试样,采集不同预紧工况下连接板的振动响应信号,通过激振试验验证该方法的有效性。研究结果表明,PF能量熵能较好地反映螺栓松动情况,此方法能有效地识别螺栓松动特征。     

沥青混凝土难铺机压实机构非线性动力学仿真

文中提出在一个３自由度沥青混凝土摊铺机压实机的一种非线性动力学模型基础上,通过计算机仿真,研究了该压实机构中的前后压实梁、振捣器和熨平板台自身的振动规律,并讨论了构成这些振动信号的有关成分随激振油脉冲频率、等变化的规律。     

混沌振动压实新模式

振动压实的核心技术是激振,本文给出了高速冲击结合宽频宽幅力的不对称混沌激振新模式。     

风积沙最大干密度的试验研究

对风积沙主要压实方法及其影响因素进行了分析,通过重型标准击实试验、干振试验及饱水振动试验的方法对风积沙压实机理方面进行了研究,得出了风积沙的击实曲线明显不同于粘性土,振动压实法具有最佳的振动时间,其中水振法得到的最大干密度最大,且试验结果重现性好的结论。     

基于Hilbert-Huang变换的结构损伤识别及振动台试验验证

结构在强烈地震作用下,构件、节点会产生损伤,刚度、强度等力学性能会降低,结构的动力特性也会改变.分析与处理结构振动信号是结构健康监测和损伤识别的重要手段之一.利用Hilbert-Huang变换,提出利用具有时变规律的瞬时频率和瞬时能量识别结构的损伤演化过程,利用可以反映结构振动能量分布规律的Hilbert边际谱的相对幅...     

基于小波包能量变异最值指数的RC框架损伤识别

小波包变换可以将振动信号按任意时频分辨率分解到不同频带,而各频带信号的能量变化包含着丰富的损伤信息。结合八层框架模型模拟地震振动台试验结果,对不同工况下的结构加速度时程响应进行小波包分解和重构,得到小波包能量谱。对不同频带下的小波包能量谱进行统计分析,利用小波包能量变异极值指数对框架结构的损伤进行评定。结果表明:损伤程度不同,小波包能量变异极值指数明显不同。因此可将小波包能量变异最值指数作为损伤程度的指标进行损伤识别。     

基于小波变换的地铁振动信号特征分析

应用小波变换对地铁引起地面振动信号进行频谱分析,利用MATLAB编制小波分解程序,对实测加速信号进行分解与重构,获得加速度信号在时频域内的变化规律,同时讨论了振动信号峰值加速度、能量与频带的关系,与傅里叶变换相比,小波变换有更高的分辨率,更适合非平稳信号的分析。     

沥青混凝土摊铺机压实机构非线性动力学仿真

文中提出在一个 3自由度沥青混凝土摊铺机压实机构的一种非线性动力学模型基础上 ,通过计算机仿真 ,研究了该压实机构中的前后压实梁、振捣器和熨平板平台自身的振动规律 ,并讨论了构成这些振动信号的有关成分随激振油缸脉冲频率、振捣器振捣频率等变化的规律。     

振动压路机参数对压实质量的影响

振动压路机是依靠机械自身重力和激振装置产生的激振力共同作用,使被压材料颗粒间的内摩擦力减小,将土粒楔紧,从而达到压实土壤的目的。振动压路机在道路机械中占据着至关重要的地位,成为国内市场发展的主流,其压实质量的好坏将直接影响工程质量的优劣。本文通过对影响振动压路机压实质量的几个主要参数进行分析,对沥青路面的施工和振动压路机的设计具有一定的指导意义。