摘要：決定高速公路工程建造質(zhì)量的關(guān)鍵因素是填料和碾壓，工程質(zhì)量的重點(diǎn)在于壓實(shí)質(zhì)量的控制。本文基于碾壓鋼輪對(duì)土體振動(dòng)壓實(shí)過程的研究，建立鋼輪與填筑體相互作用模型，土體在振動(dòng)壓實(shí)過程中會(huì)發(fā)生黏彈塑性變化，碾壓機(jī)的移動(dòng)和移動(dòng)速度會(huì)影響土體與振動(dòng)輪的相互作用關(guān)系；設(shè)計(jì)試驗(yàn)研究土體振動(dòng)壓實(shí)過程中物理力學(xué)性質(zhì)變化，利用顆粒流程序PFC3D建立離散元模型，模擬振動(dòng)壓實(shí)過程，研究振動(dòng)壓實(shí)過程中土顆粒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，土體孔隙率、應(yīng)力變化。面波瑞利波檢測(cè)壓實(shí)質(zhì)量是一種方便、快捷、無(wú)損的檢測(cè)方法，可基于波速理論檢測(cè)壓實(shí)質(zhì)量，對(duì)瑞利波頻散曲線的提取、正反演過程進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)試驗(yàn)，檢測(cè)土體壓實(shí)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：道路工程；相互作用機(jī)理；離散元；瑞利波；壓實(shí)質(zhì)量

中圖分類號(hào)：U415.11""""""""""""""""""""""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"""""""""""""""""""""""""""""""""" 文章編號(hào)：1673-6478（2023）02-0184-07

Study on the Interaction between Steel Wheel and Filling Body andIntelligent Compaction Quality Detection

YANG Xiang DI Hongjiang WANG Qingyuan XUE Dong CHEN Side

（1. Hebei Xiongan Rongwu Expressway Co.， Ltd.， Xiongan Hebei 071000， China;2. College of Civil Engineering and Transportation， Hebei University of Technology， Tianjin 300401， China）

Abstract： The key factors determining the construction quality of expressway project are filling and rolling， and the focus of project quality lies in the control of compaction quality. Based on the research on the vibration compaction process of soil by rolling steel wheel， the interaction model between steel wheel and filling body is established. The soil will change viscoelastoplastic in the process of vibration compaction， and the movement and speed of roller will affect the interaction between soil and vibrating wheel. Experiments were designed to study the changes of physical and mechanical properties of soil in the process of vibratory compaction. We established a discrete element model by using particle flow program PFC3D to simulate the process of vibratory compaction， and studied the movement state of soil particles， the changes of soil porosity and stress in the process of vibratory compaction. Surface wave Rayleigh wave testing compaction quality is a convenient， fast and nondestructive testing method. It can test compaction quality based on wave velocity theory， study the extraction and forward and inverse process of Rayleigh wave dispersion curve， design tests and test soil compaction quality.

Key words： road engineering; interaction mechanism; discrete element; Rayleigh wave; compaction quality

0 引言

目前高速公路的建設(shè)需求隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展也在不斷增加，通過對(duì)高速公路路基碾壓過程中碾壓機(jī)振動(dòng)鋼輪與填筑體相互作用的研究，模擬振動(dòng)壓實(shí)過程，探索一種高速、高效、無(wú)損的壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)方法，可進(jìn)一步促進(jìn)現(xiàn)代筑路技術(shù)的發(fā)展，將有效促進(jìn)高速公路的智能化建造，提高高速公路建設(shè)速度和壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)效率，形成筑路工程的革命性發(fā)?展。

有關(guān)碾壓機(jī)振動(dòng)鋼輪與填筑體的相互作用機(jī)理的研究，主要是通過建立一系列振動(dòng)壓實(shí)模型，來(lái)反映振動(dòng)壓實(shí)過程中鋼輪與土體的相互作用關(guān)系，促進(jìn)振動(dòng)碾壓機(jī)振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)的智能化發(fā)展。最早由YOO.T.S等提出經(jīng)典二自由度振動(dòng)壓實(shí)模型[1]，H.Thurner考慮振動(dòng)碾壓機(jī)的水平作用，提出單自由度振動(dòng)壓實(shí)模型[2]，通過改進(jìn)，一些學(xué)者考慮碾壓機(jī)整體提出了3自由度減振系統(tǒng)模型[3]，5自由度模型?[4]，6自由度模型[5]，7自由度模型[6]等一系列多自由度模型；一些學(xué)者考慮“跳振”現(xiàn)象，建立了振動(dòng)壓實(shí)模型[7]，以及考慮土體軟化應(yīng)變的二自由度模型?[8]，考慮滯回作用的黏彈性振動(dòng)壓實(shí)模型[9]，考慮碾壓機(jī)行走的振動(dòng)壓實(shí)模型[10]等。

通過擊實(shí)試驗(yàn)和PFC3D軟件模擬，總結(jié)出一套利用離散元模型，將試驗(yàn)和模擬相結(jié)合，不但可以驗(yàn)證所建模型的可靠性，還能夠在一定程度上揭示土顆粒在振動(dòng)壓實(shí)過程中的微觀機(jī)理，對(duì)宏觀振動(dòng)碾壓試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證和補(bǔ)充，可通過此方法來(lái)模擬和研究外力作用下土體與鋼輪的相互作用規(guī)律。

對(duì)于壓實(shí)質(zhì)量的檢測(cè)，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，灌砂法、灌水法、環(huán)刀法[11-12]存在對(duì)壓實(shí)土體造成損害，點(diǎn)測(cè)缺乏代表性、耗時(shí)長(zhǎng)、工作量大等問題；核子密度儀?[13]設(shè)備存在危險(xiǎn)性，使用復(fù)雜，需要專業(yè)技術(shù)人員；承載比CBR實(shí)驗(yàn)[14]試件制備耗時(shí)長(zhǎng)，點(diǎn)測(cè)缺乏代表性；還有其他一些間接測(cè)試壓實(shí)質(zhì)量的方法如探地雷達(dá)、動(dòng)態(tài)回彈模量測(cè)試法[15]等，在使用上存在技術(shù)不成熟，精確度不高等問題。瑞利波波速與傳播介質(zhì)密度存在相關(guān)關(guān)系，并且檢測(cè)起來(lái)安全、高效、快捷便利、無(wú)損，可應(yīng)用于壓實(shí)質(zhì)量的檢測(cè)中。

1 鋼輪與土體相互作用模型

在路基土振動(dòng)壓實(shí)過程中，碾壓機(jī)通過振動(dòng)輪對(duì)地基土體施加靜載力和激振力，使地基土在壓實(shí)過程中發(fā)生壓縮變形，地基土在壓縮變形過程中土體的密實(shí)度增大，孔隙率會(huì)相對(duì)降低，在變化過程中，土體抵抗外力變形能力、承載能力、防滲性和整體穩(wěn)定性也隨之增強(qiáng)。在對(duì)振動(dòng)碾壓機(jī)的研究過程中，通過理論分析、數(shù)據(jù)模擬、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)地基土的壓實(shí)效果與振動(dòng)碾壓機(jī)的振動(dòng)器質(zhì)量、激振力、振幅、振動(dòng)的頻率和持續(xù)時(shí)間等因素有關(guān)。為達(dá)到振動(dòng)碾壓機(jī)的功能要求和適應(yīng)振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)的智能化發(fā)展，以及真實(shí)反映出振動(dòng)壓實(shí)過程中土體與振動(dòng)鋼輪的相互作用關(guān)系，建立出了一系列振動(dòng)壓實(shí)模型，來(lái)反映振動(dòng)壓實(shí)過程中鋼輪與土體的相互作用機(jī)理。

碾壓機(jī)在振動(dòng)壓實(shí)過程時(shí)，位移是不斷變化的，但是以上建立的模型皆沒有考慮碾壓機(jī)的行走，所建立的模型都是碾壓機(jī)振動(dòng)輪在固定位置對(duì)土體的振動(dòng)壓實(shí)過程，土體和碾壓機(jī)振動(dòng)輪的相互作用只存在固定位置豎向和水平方向的變化，并沒有考慮碾壓機(jī)的移動(dòng)。為了使建立的模型更加貼近工程實(shí)際，需要將碾壓機(jī)的移動(dòng)考慮到模型的建立中?？稍陴椝苄哉駝?dòng)壓實(shí)模型的基礎(chǔ)上考慮碾壓機(jī)行走振動(dòng)壓實(shí)的過程，建立黏彈塑性條塊模型，將土體劃分為不同的條塊，各個(gè)條塊與碾壓機(jī)振動(dòng)輪接觸情況不同，土體的壓實(shí)度以及變形情況也不同?？紤]碾壓機(jī)行走的黏彈塑性模型將土體進(jìn)行條形劃分，分為碾壓前、碾壓中和碾壓后，如圖1、圖2所示。?

通過對(duì)碾壓機(jī)振動(dòng)輪與土體相互作用機(jī)制的研究可以發(fā)現(xiàn)，在振動(dòng)壓實(shí)過程中，碾壓機(jī)參數(shù)、土體的相關(guān)參數(shù)是變化的，參數(shù)的變化會(huì)引起壓實(shí)度、變形情況的變化。目前缺少可以準(zhǔn)確具體描述碾壓機(jī)振動(dòng)壓實(shí)作用下土體變形的模型。大部分振動(dòng)壓實(shí)模型沒有考慮碾壓機(jī)行走以及行走速度對(duì)土體振動(dòng)壓實(shí)的影響，無(wú)法全面準(zhǔn)確地模擬土體壓實(shí)過程中土體的變化，以及土體微觀參數(shù)在振動(dòng)壓實(shí)過程中的變化。

2 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)M壓實(shí)過程

2.1 通過擊實(shí)實(shí)驗(yàn)，直剪試驗(yàn)測(cè)定土體黏聚力和摩擦角

擊實(shí)實(shí)驗(yàn)采用錘重4.5kg的TDJ?3型多功能電動(dòng)擊實(shí)儀，錘落高為457mm，錘擊分三次進(jìn)行，每次錘擊29次。試驗(yàn)過程大致為，首先分3次在擊實(shí)筒內(nèi)加入含水量為14%的擾動(dòng)土樣，每鋪一層后啟動(dòng)擊實(shí)儀，擊錘按規(guī)定高度落下，錘擊29次之后，該層的擊實(shí)結(jié)束，需要注意每層擊實(shí)結(jié)束后需將土層表面“拉毛”，3次擊實(shí)之后擊實(shí)筒內(nèi)裝滿擊實(shí)土。測(cè)量擊實(shí)筒的質(zhì)量和體積，可以得到筒內(nèi)壓實(shí)土的濕密度為1.95g/cm³，取部分土樣進(jìn)行烘干處理，可得到被擊實(shí)土樣的干密度_d為1.71g/cm³。

采用環(huán)刀法，取出四份土樣進(jìn)行直剪試驗(yàn)，采用ZJ型應(yīng)變控制式直剪儀（四聯(lián)剪）進(jìn)行直剪試驗(yàn)，測(cè)定錘擊土體的黏聚力和摩擦角。

2.2 利用PFC3D模擬土顆粒振動(dòng)壓密的過程

擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)得黏土相關(guān)參數(shù)，在PFC3D軟件中調(diào)參，模擬整個(gè)擊實(shí)過程，觀察土顆粒在擊實(shí)過程中的運(yùn)動(dòng)情況，觀察土顆?？紫侗鹊淖兓€，觀察隨著擊實(shí)的進(jìn)行土體應(yīng)力的應(yīng)變曲線（圖3）。除此之外，通過PFC3D軟件還可以在充分考慮土顆粒微觀結(jié)構(gòu)變化特征和宏觀效應(yīng)關(guān)系的情況下來(lái)研究土顆粒微觀力學(xué)行為。

在PFC3D中模擬土顆粒振動(dòng)壓實(shí)過程。模擬過程大致可以分為6步，首先建立邊界墻，生成土顆粒，取測(cè)量圓；然后施加振動(dòng)荷載，觀察土顆粒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、孔隙比曲線和應(yīng)力應(yīng)變曲線變化；最終得到振動(dòng)壓實(shí)結(jié)束后土體的孔隙比曲線和應(yīng)力應(yīng)變曲線。

PFC3D模擬實(shí)驗(yàn)過程步驟如下：

1. 模型建立首先定義模型尺寸，模型為一個(gè)內(nèi)徑110.89mm，外徑138.84mm，高度為114.47mm的無(wú)蓋圓柱體桶；
2. 設(shè)定土顆粒相關(guān)參數(shù)孔隙率、粒徑范圍、阻尼系數(shù)；
3. 生成邊界墻，并在整體顆粒中取三個(gè)監(jiān)測(cè)圓1、2、3（圖4）；?

1. 賦接觸模型的相關(guān)參數(shù)，在土顆粒受壓墻體上施加正弦荷載；試驗(yàn)過程中土體受一個(gè)反復(fù)錘擊的力，將其轉(zhuǎn)化為在土體上施加一個(gè)正弦荷載；
2. 施加正弦荷載后，設(shè)定模型孔隙率以及監(jiān)測(cè)圓X、Y、Z方向上的應(yīng)力；
3. 運(yùn)行程序，觀察施加荷載過程中土顆粒之間的接觸關(guān)系，孔隙率（圖5）和應(yīng)力（圖6）隨時(shí)間步長(zhǎng)的變化。

3 基于波速理論壓實(shí)質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法

瑞利波在層狀介質(zhì)傳播過程中波速會(huì)隨頻率變化，存在頻散特性，瑞利波速與傳播介質(zhì)密度存在相關(guān)性，并且瑞利波波速與剪切波速存在相關(guān)關(guān)系。瑞利波可應(yīng)用于壓實(shí)質(zhì)量的檢測(cè)中。

楊成林[16]利用瑞利波的頻散特性，通過改變激振頻率，拾振器采集瑞利波波速，對(duì)土壤進(jìn)行分層，并提供各層的地質(zhì)特性。通過瑞利波波速_R代替剪切波波速V_S來(lái)評(píng)價(jià)介質(zhì)的力學(xué)特性。測(cè)得瑞利波波速結(jié)合理論模型與標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)對(duì)比，吻合良好。于振清等?[17]利用瑞利波在層狀介質(zhì)傳播過程中的頻散特性，_R、V_S與泊松比的關(guān)系模型，_R代替V_S使用。結(jié)合工程實(shí)例證明了瑞利波檢測(cè)工程地質(zhì)的實(shí)用性。張獻(xiàn)民?[18]利用瑞利波在層狀介質(zhì)傳播過程中的頻散特性，將瞬態(tài)面波測(cè)試技術(shù)應(yīng)用于公路地基加固中，實(shí)驗(yàn)中多道采集瑞利波，根據(jù)傅里葉變換將記錄到的時(shí)間域瞬態(tài)面波信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率域面波信號(hào)，求得頻散曲線。在實(shí)驗(yàn)中存在每次激振最小波長(zhǎng)不易確認(rèn)的問題。瞬態(tài)面波法，采用傳感器和瞬態(tài)面波儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，頻散分析、波速正反演擬合分析，獲得地基加固后的速度空間分布，建立波速與地基承載力、波速空間分布與地基密實(shí)度空間分布相關(guān)模型。

在應(yīng)用瑞利波等方法對(duì)公路質(zhì)量進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)時(shí)，采用瑞利波法、超聲波法和音頻共振法的結(jié)合，對(duì)路基路面強(qiáng)度和路面厚度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)原位無(wú)損檢測(cè)?[19]。利用瑞利波在分層介質(zhì)中傳播的頻散特性，劃分層位，計(jì)算各層速度值，利用瑞利波波速與介質(zhì)密度的相關(guān)關(guān)系，計(jì)算各層壓實(shí)度。建立壓縮模量、剪切模量與介質(zhì)抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度的數(shù)學(xué)模型，縱波波速、剪切波速、密度和、、的數(shù)學(xué)模型。在路基檢測(cè)中，采用瑞利波法與密度法測(cè)定的壓實(shí)度進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果基本吻合?；谒矐B(tài)瑞利波法的公路質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究[20]，利用瑞利波傳播的頻散特性，建立瑞利波波速與介質(zhì)物理力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系反演解釋地下介質(zhì)特性；建立實(shí)測(cè)頻散曲線反演的瑞利波速與路基土壓實(shí)度的經(jīng)驗(yàn)回歸公式，達(dá)到了用瑞利波法檢測(cè)路基壓實(shí)度的目的。水泥混凝土路面脫空及路基壓實(shí)度動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)研究[21]，通過室內(nèi)試驗(yàn)建立瑞利波波速與壓實(shí)度的相關(guān)關(guān)系。對(duì)各種不同土樣按不同的壓實(shí)度用靜壓法成型后，用傳感器測(cè)信號(hào)時(shí)間差進(jìn)而測(cè)其剪切波速；依據(jù)關(guān)系模型建立瑞利波波速與壓實(shí)度之間的關(guān)系模型，得到不同土樣瑞利波波速與土體密度不同的相關(guān)關(guān)系。波速檢測(cè)壓實(shí)質(zhì)量，通過土體表面?zhèn)鞑サ娜鹄úㄋ賮?lái)反映土體的壓實(shí)情況。這種方法可以縮短檢測(cè)時(shí)間，提高檢測(cè)效率，省力便捷，并減少了對(duì)路基的損壞。

利用瞬態(tài)激振力產(chǎn)生的波來(lái)評(píng)價(jià)土體的壓實(shí)情況的過程中通過對(duì)土體內(nèi)部或表面施加小應(yīng)力，此時(shí)應(yīng)將土體近似視為彈性介質(zhì)。在激振力的作用下，土體會(huì)產(chǎn)生兩種波，一種是在土體內(nèi)部傳播的體波，分為縱波和橫波，實(shí)驗(yàn)中大多采用橫波波速，也就是剪切波波速來(lái)反映土體壓實(shí)度；一種是在土體表面?zhèn)鞑サ拿娌?，分為勒夫波和瑞利波，一般情況下采用瑞利波。

3.1 體波波速測(cè)試方法

體波波速的測(cè)定一般采用鉆孔法，分為單孔法和跨孔法。

跨孔法是指在兩個(gè)或以上垂直鉆孔中，自上而下（或自下而上），按地層劃分，在同一地層的水平方向上一孔激發(fā)，由另外幾個(gè)鉆孔接收，逐層檢測(cè)水平地層的壓縮波和剪切波的波速，將收集到的體波進(jìn)行波形鑒別、波速計(jì)算，計(jì)算所需參數(shù)，見圖7。?

根據(jù)彈性力學(xué)理論，無(wú)限介質(zhì)中各類彈性波的傳播速度與介質(zhì)彈性參數(shù)有如下數(shù)學(xué)關(guān)系：

3.2 瑞利波波速測(cè)試方法

瑞利波在土體表面?zhèn)鞑r(shí)，因?yàn)槠渚哂蓄l散特性并且其傳播速度與傳播介質(zhì)的性質(zhì)具有相關(guān)性，所以可通過瑞利波波速來(lái)反映土體的振動(dòng)壓實(shí)效果。在土體表面受到?jīng)_擊力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生瞬態(tài)振動(dòng)，并且在一次沖擊下產(chǎn)生的波能中，瑞利波占2/3，而體波中的橫波和縱波一共占1/3，因此在瞬態(tài)沖擊下，瑞利波更容易被捕捉到，測(cè)量起來(lái)也更加方便。

試驗(yàn)中采用16通道的DH5922N動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集儀和單向加速度傳感器來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，試驗(yàn)過程中的激振力通過一個(gè)5kg的鉛球自由落體引起地面的振動(dòng)來(lái)產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)選擇一塊較開闊、安靜的場(chǎng)地，盡量避免其他地面振動(dòng)和噪聲的影響，影響因素的存在會(huì)導(dǎo)致收集到的波不穩(wěn)定，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。

實(shí)驗(yàn)前連接好儀器設(shè)備將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集儀和兩個(gè)加速度傳感器和計(jì)算機(jī)相連，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?。設(shè)備和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)運(yùn)行無(wú)誤后，清理場(chǎng)地，盡量保持場(chǎng)地的平整，將加速度傳感器固定在地面上，使其與地面充分接觸，試驗(yàn)過程中用一個(gè)秤砣將加速度傳感器固定在地面上，保證其在瞬態(tài)激振力下不會(huì)“跳起”，位置不會(huì)發(fā)生明顯變動(dòng)。

當(dāng)前球落地會(huì)在地面產(chǎn)生一個(gè)激振力，兩個(gè)加速度傳感器都會(huì)收集到相關(guān)電信號(hào)，將相關(guān)電信號(hào)經(jīng)DHDAS動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件分析之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)生激振力后加速度波形有明顯變化，加速度傳感器距激振力距離不同，波形變化幅度不同，距激振力越遠(yuǎn)變化幅度越小，尋找加速度絕對(duì)值的峰值，加速度傳感器距激振力距離不同，最大加速度絕對(duì)值到達(dá)時(shí)間不同，距激振力越遠(yuǎn)到達(dá)時(shí)間越晚，找到加速度絕對(duì)值峰值對(duì)應(yīng)的時(shí)間，計(jì)算兩個(gè)加速度傳感器所收集到最大加速度絕對(duì)值的時(shí)間差，通過距離處理時(shí)間，可計(jì)算面波波速，得到面波波速，通過公式

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)碾壓機(jī)振動(dòng)輪與土體相互作用關(guān)系的研究，振動(dòng)輪會(huì)對(duì)土體產(chǎn)生水平方向和豎直方向的作用力，隨著壓實(shí)過程的進(jìn)行，土體剛度不斷增大，振動(dòng)輪會(huì)出現(xiàn)“跳振”現(xiàn)象，并且土體在被壓實(shí)的過程中不但會(huì)發(fā)生彈性變形還會(huì)發(fā)生后塑性變形。碾壓機(jī)振動(dòng)輪與土體相互作用還需要考慮碾壓機(jī)的行走、行走速度的影響。

通過設(shè)計(jì)土體擊實(shí)試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)可以得到土體在振動(dòng)壓實(shí)后的密度、干密度、摩擦角、黏聚力等相關(guān)參數(shù)。之后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過顆粒流程序PFC3D建立振動(dòng)壓實(shí)模型，以正弦曲線來(lái)模擬振動(dòng)力，模擬土體振動(dòng)壓實(shí)過程，在振動(dòng)壓實(shí)過程中可以觀察土顆粒的運(yùn)動(dòng)情況，土顆?？紫侗取⑼馏w應(yīng)力的變化過程，得到土體孔隙率和應(yīng)力隨時(shí)間變化的曲線。

在土體中，波的傳播與土體密實(shí)度有關(guān)系，可通過波速來(lái)反映土體壓實(shí)度。在波速的測(cè)量中，瑞利波占波能量的2/3，測(cè)量起來(lái)更加方便，更易捕捉到，在測(cè)量過程中在土體表面施加激振力，收集電信號(hào)即可，無(wú)須開挖土體，可減少對(duì)路基的破壞，保證路基的整體性和穩(wěn)定性。

在研究過程中仍有一些問題需要解決，在接下來(lái)的研究過程中，需對(duì)以下問題進(jìn)行進(jìn)一步探索。

在碾壓機(jī)振動(dòng)輪與土體相互作用過程中，土體的相關(guān)參數(shù)不斷變化，需要探索出相關(guān)函數(shù)關(guān)系，接下來(lái)碾壓機(jī)振動(dòng)輪與土體相互作用關(guān)系模型的建立需要考慮土體在振動(dòng)壓實(shí)過程中的彈塑性剛度、阻尼等參數(shù)的變化，建立相關(guān)函數(shù)關(guān)系。還需考慮碾壓機(jī)振動(dòng)輪的振動(dòng)頻率，碾壓機(jī)的行走速度對(duì)土體壓實(shí)度的影響。下一步可通過顆粒流程序PFC3D來(lái)模擬碾壓機(jī)振動(dòng)輪與土體的相互作用模型，通過敏感性分析，找出碾壓機(jī)振動(dòng)輪最佳振動(dòng)頻率以及碾壓機(jī)最佳行走速度。當(dāng)下土體壓實(shí)度的測(cè)量方法存在許多問題，效率低、速度慢、工作量大、對(duì)路基損壞較大。通過瑞利波波速檢測(cè)土體壓實(shí)度，可以有效解決以上問題。接下來(lái)可以研發(fā)土體表面波速測(cè)量的相關(guān)儀器和波速與土體密實(shí)度相關(guān)關(guān)系的分析軟件，引入工程實(shí)踐，提高土體壓實(shí)度檢測(cè)的效率。

參考文獻(xiàn)：

1. Yoo，"T"S，"Diyaljee，"V"A"J."Dynamics"of"vibratory"roller"compaction[J]. Geotech Engng Div ASCE， 1980， 17（02）： P1211?1231.
2. 龔濤. 振動(dòng)壓路機(jī)動(dòng)態(tài)特性分析及振動(dòng)舒適性研究[D]. 湘潭： 湘潭大學(xué)， 2013.
3. 嚴(yán)世榕， 聞邦椿. 振動(dòng)壓路機(jī)的一種非線性動(dòng)力學(xué)特性研究[J]. 福州大學(xué)學(xué)報(bào)： 自然科學(xué)版， 2000， 28（05）： 4.
4. 田麗梅. 振動(dòng)振蕩壓路機(jī)動(dòng)力學(xué)分析及參數(shù)優(yōu)化[D]. 西安： 長(zhǎng)安大學(xué)， 2002.
5. 范小彬， 馬偉， 杜發(fā)榮， 等. 振動(dòng)壓路機(jī)整機(jī)建模及工作參數(shù)優(yōu)化[J]. 建筑機(jī)械化， 2003（04）： 24?26.
6. Kordestani A. Ride vibration and compaction dynamics of vibratory soil compactors[D]. Concordia University （Canada）. 2010.
7. Machet， J M；Morel， G. Vibratory compaction of bituminous mixes in France[J]. Association of Asphalt Paving Technologists Proc， 1977， 15（05）： 29?35.
8. Tamori S， Iiba M， Kitagawa Y. Dynamic response of soil?pile??building interaction system in large strain levels of soils[J]. Journal of structural engineering. B， 1999， 45： 103?111.
9. Shen P H， Lin S W. Mathematic modeling and characteristic analysis fordynamic system with asymmetrical hysteresis invibratory compaction[J]. Meccanica， 2008， 43（05）： 505?515.
10. Imran S A， Commuri S， Barman M， et al. . Modeling the Dynamics of Asphalt–Roller Interaction during Compaction[J]. Journal of Construction""Engineering""and""Management，""2017，""143（07）：""04017015.
11. 徐海波， 宋新江， 周文淵， 等. 土方壓實(shí)度檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J]. 江淮水利科技， 2015（04）： 25?27.
12. 李鵬. 道路路基壓實(shí)效果評(píng)價(jià)方法研究進(jìn)展[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用?， 2019（23）： 136?137.
13. 姚保才. 核子密度儀在路基壓實(shí)度檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 交通世界， 2015（16）： 96?98.
14. 李仁增. 高速公路建設(shè)中的承載比 （CBR） 試驗(yàn)研究[J]. 交通世界， 2020（25）： 59?61.
15. 蔡玉潔， 王偉. 動(dòng)態(tài)回彈模量測(cè)試儀在高速公路路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)上的應(yīng)用[J]. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新， 2021（09）： 139?140.
16. 楊成林. 瑞雷波變頻探測(cè)法在工程地質(zhì)勘查中應(yīng)用初探[J]. 石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院學(xué)報(bào)， 1988（02）： 93?99.
17. 楊耀. 瞬態(tài)瑞雷波在工程勘察中的應(yīng)用[J]. 工程地球物理學(xué)報(bào)， 2013（06）： 873?879.
18. 張獻(xiàn)民. 瞬態(tài)面波測(cè)試技術(shù)及其在土木工程中的應(yīng)用[J]. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2000， 29（01）： 11?16.
19. 楊成林， 時(shí)福榮， 李從信， 等. 應(yīng)用瑞雷波等方法對(duì)公路質(zhì)量進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)[J]. 物探與化探， 1996， 20（02）： 104?115.
20. 張浩. 基于瞬態(tài)瑞雷波法的公路質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 鄭州： 鄭州大學(xué)， 2015.
21. 李青山. 水泥混凝土路面脫空及路基壓實(shí)度動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)研究[D]. 天津： 河北工業(yè)大學(xué)， 2003.