土石復(fù)合路堤壓實(shí)度的波動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)研究

1、第五章 土石復(fù)合路堤壓實(shí)度波動(dòng)測(cè)試的模型試驗(yàn)研究5.1 引言土石多相復(fù)合介質(zhì)是固相和流體組成的混合介質(zhì)，其固相又是土石混合集料，其流體也可能是液相和氣相的混合物，同時(shí)組成土石多相復(fù)合介質(zhì)各相自身的性質(zhì)又可能比較復(fù)雜，并且各相之間又有非常復(fù)雜的排列方式。因此多相體的組織結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,而多相體的組成結(jié)構(gòu)對(duì)土石多相復(fù)合介質(zhì)的性質(zhì)具有非常大的影響，甚至是決定性的影響21，有時(shí)相同組成成分的土石復(fù)合介質(zhì)也可能存在很大的區(qū)別。土石多相復(fù)合介質(zhì)的復(fù)雜組織結(jié)構(gòu)（如孔隙幾何形態(tài)）目前還不能用幾何方法進(jìn)行描述，為了避開微觀組構(gòu)細(xì)節(jié)，不得不采用等效介質(zhì)處理方法。目前現(xiàn)在有關(guān)多相介質(zhì)的彈性理論本身不完善，另一方面，理

2、論中參數(shù)具有較大的變化范圍，彈性參數(shù)本身的確定也是需要深入研究的問題，因此可以通過模型試驗(yàn)來研究土石多相復(fù)合介質(zhì)的彈性特征，從而對(duì)理論模型進(jìn)行檢驗(yàn)和完善。前兩章以多相的角度從理論上研究了土石復(fù)合介質(zhì)的波動(dòng)傳播特性、土石復(fù)合路堤的瞬態(tài)瑞利波測(cè)試?yán)碚摚瑸橥潦瘡?fù)合路堤的壓實(shí)度檢測(cè)提供了理論基礎(chǔ)。同時(shí)為了從試驗(yàn)上驗(yàn)證理論分析的可靠性，并為其提供試驗(yàn)依據(jù)，本章通過制作50組不同土石比、不同含水量、不同干密度、不同石料粒徑的試樣進(jìn)行物理力學(xué)和波動(dòng)傳播特性試驗(yàn),分析橫波波速與土石比、含水量、干密度、石料粒徑等的相互關(guān)系，同時(shí)結(jié)合橫波波速的測(cè)試值對(duì)理論值進(jìn)行對(duì)比性分析。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行土石復(fù)合路堤壓實(shí)度波動(dòng)測(cè)試

3、的試驗(yàn)研究, 進(jìn)一步研究土石復(fù)合介質(zhì)的波動(dòng)傳播特性和土石復(fù)合路堤壓實(shí)度的波動(dòng)測(cè)試方法，并將密實(shí)度法測(cè)試結(jié)果與波動(dòng)法測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比性分析。5.2土石復(fù)合路堤模型的波動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)研究5.2.1土石復(fù)合介質(zhì)試樣的波動(dòng)特性試驗(yàn)1)試樣的制備按照公路土工試驗(yàn)規(guī)程（JTJO-93）規(guī)定的重型擊實(shí)試驗(yàn)法制作不同含水量、不同含石量（20%,30%,40%,50%,60%,70%）的模型試樣（即采用單軸擊實(shí)、縱向不排水的方法制成土顆粒定向排列的橫向各向同性的似層狀土石復(fù)合介質(zhì)試樣）。試樣材料與第二章進(jìn)行的非連續(xù)級(jí)配擊實(shí)試驗(yàn)所用的材料相同。2)裝置與測(cè)試簡(jiǎn)述測(cè)試系統(tǒng)方框圖如下圖5.1所示。應(yīng)力波參數(shù)的測(cè)試采用中國(guó)

4、科學(xué)院武漢巖土研究所研制的RSM-24浮點(diǎn)動(dòng)測(cè)儀進(jìn)行采集和處理，測(cè)定按不同要求制作試樣的縱橫波波速。 圖5.1測(cè)試系統(tǒng)示意圖5.2.2土石復(fù)合路堤模型壓實(shí)度的波動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)在第二章進(jìn)行的土石復(fù)合路堤模型試驗(yàn)(非連續(xù)級(jí)配)制作的試驗(yàn)路段上進(jìn)行波動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)，即當(dāng)試驗(yàn)路段按公路路基施工技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求回填后，壓路機(jī)每碾壓一定次數(shù)，就利用RSM-24浮點(diǎn)動(dòng)測(cè)儀和配套分析軟件SWCT對(duì)試驗(yàn)路段不同土石比區(qū)域進(jìn)行彈性波波動(dòng)測(cè)試，然后對(duì)不同土石比區(qū)域的試驗(yàn)路段分別進(jìn)行壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)（干密度、沉降量、壓實(shí)度等）。1) 測(cè)試要求 （1）振源、測(cè)點(diǎn)要在一條直線上。（2）除去場(chǎng)地浮土、松散層，直至露出新鮮土層。將傳感

5、器牢牢地插入土中，激振點(diǎn)下應(yīng)墊一鋼板，鋼板需與土面接觸牢固，鋼板面積視所需頻率而定，鋼板面積越大，激發(fā)頻率越低。（3）多道接收時(shí)道一致性的影響：瞬態(tài)瑞利波頻率成份很豐富，淺層測(cè)試以高頻成份為主，深層測(cè)試以低頻為主。這就要求傳感器有很寬的頻帶。測(cè)試時(shí)，可采用不同類型的傳感器。高頻測(cè)試采用高頻響應(yīng)傳感器，如加速度計(jì)，高速公路路面測(cè)試就需這種傳感器，由于道距較小，瑞利波能量較強(qiáng)，傳感器的靈敏度不需很高。低頻測(cè)試要求低頻響應(yīng)好的速度計(jì)，由于低頻測(cè)試道距、偏移距較大，瑞利波衰減明顯，要求傳感器的靈敏度較高（如重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的CDJ-Z2.5 2.5赫茲垂直檢波器）。由于瑞利波測(cè)試是對(duì)兩信號(hào)作相位差分

6、析，要求測(cè)試傳感器頻響基本一致，在測(cè)試之前，可將兩傳感器放在一處，在其附近敲擊，觀察其響應(yīng)一致性程度。（4）震源的選擇：面波的勘探效果與激發(fā)能量和頻率密切相關(guān),瞬態(tài)面波勘探要求單次激振有較寬的頻譜范圍和一定能量,震源的選擇決定了勘探的結(jié)果,因此需經(jīng)過試驗(yàn)確定。低頻信號(hào)：錘越重、接觸面越大、接觸面剛度越小,頻率越低。高頻信號(hào)：錘越輕、接觸面越小、接觸面剛度越大,頻率越高。（5）多測(cè)點(diǎn)采樣：為了提高檢測(cè)效率，測(cè)試可以布置2個(gè)以上的測(cè)點(diǎn)，RSM-24FD儀器最多測(cè)點(diǎn)數(shù)可以達(dá)到4個(gè)。分析時(shí)仍采用互相關(guān)分析，即只對(duì)兩測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。分析數(shù)據(jù)可以是任二個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)的組合，假設(shè)有n個(gè)測(cè)點(diǎn)，則有Cn2種組合，

7、當(dāng)n=3時(shí)，有3種可能組合，n=4時(shí)，有6種可能組合。不同組合對(duì)應(yīng)的是不同剖面頻散數(shù)據(jù)。若是基于水平均質(zhì)分層，這些頻散數(shù)據(jù)是可以迭加的。若場(chǎng)地分層走向不是水平而是傾斜或分層走向無規(guī)律，頻散數(shù)據(jù)不能迭加。兩點(diǎn)測(cè)試方法所采用的振源、測(cè)點(diǎn)布點(diǎn)原則不再適用多點(diǎn)測(cè)試。 （6）信號(hào)平均疊加，正、反方向敲擊：為了消除干擾信號(hào)，在同一錘擊點(diǎn)，錘擊數(shù)次，然后將信號(hào)迭加，這樣做可消除隨機(jī)干擾信號(hào)；為了消除分層傾斜變化造成的影響，可在測(cè)試線正、反兩方向進(jìn)行錘擊。將正、反兩方向得到的頻散數(shù)據(jù)進(jìn)行迭加。 （7）采樣長(zhǎng)度、采樣間隔：根據(jù)采樣定理，脈沖信號(hào)的最大頻率成份fmax應(yīng)小于奎斯特頻率f/2,在淺層測(cè)試中，由于脈沖

8、高頻成份多，要求較小，在深層測(cè)試中脈沖低頻成份是主要的，可以增大。瞬態(tài)瑞利波分析是個(gè)譜分析過程，根據(jù)傅里葉原理，增加采樣點(diǎn)數(shù)量及時(shí)間間隔，可以提高頻率分辨率。由此可知受頻率分辨率影響，低頻域頻散點(diǎn)數(shù)較少，高頻域頻散點(diǎn)數(shù)相對(duì)較多；提高頻率分辨率有利于增加低頻區(qū)域的頻散點(diǎn)數(shù)。采樣時(shí)間?。?00300）×D（s）， D為道距.2)檢測(cè)儀的安裝和參數(shù)選擇試驗(yàn)時(shí)，將發(fā)射激振儀及接受傳感器安裝在填筑層水平表面，為使激振儀、傳感器與檢測(cè)層表面有良好的接觸，在有凹凸處要用細(xì)砂或土填平，根據(jù)填筑層材料土石比、粒徑大小、鋪筑厚度選擇激振頻率、水平安裝距離、采樣次數(shù)等(見后)。裝置布置及位置,見圖5.2、

9、5.3、5.4,并用油漆做好標(biāo)志.圖5.2 測(cè)試系統(tǒng)示意圖各區(qū)檢測(cè)點(diǎn)見圖5.3、5.4,每碾壓一定遍數(shù)就對(duì)各檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,每區(qū)都挖坑取樣,編號(hào)，并回填，每次挖坑取樣點(diǎn)都不同，以保證取樣質(zhì)量。 圖5.3 第一階段測(cè)點(diǎn)平面圖 圖5.4 第二階段測(cè)點(diǎn)平面圖3)觀測(cè)系統(tǒng)、激發(fā)與接受的選擇檢測(cè)點(diǎn)采用多道排列的觀測(cè)系統(tǒng),沿長(zhǎng)度方向排列,震源點(diǎn)和檢波器排列在一條線上, 傳感器按等間距布置，(位置見圖5.6、5.7);測(cè)點(diǎn)布置方式按共中心法布置,保證測(cè)點(diǎn)的中心線在該剖面，道間距由小到大，逐漸增加測(cè)試深度，道間距與偏移距見表5.1,傳感器直接插入路基上,觸發(fā)方式采用外觸發(fā)方式，用小錘墊上墊(鋼)板,側(cè)線兩側(cè)擊

10、振.同時(shí)為了比較和較準(zhǔn)確的獲取信息，在橫向上有兩個(gè)端面（具體見下圖5.5、5.6）。圖 5.5 第一階段激發(fā)區(qū)檢波器的布置 圖 5.6 第二階段激發(fā)區(qū)檢波器的布置各測(cè)點(diǎn)道間距、偏移距參數(shù) 表5.1階段斷面道間距(m)偏移距（m）第一階段（小粒徑試驗(yàn)路段）WE-10.300.400.500.30.400.50WE-20.300.400.500.30.400.50第二階段（大粒徑石料試驗(yàn)路段）WE-10.300.400.60.300.400.6WE-20.300.400.60.300.400.64)震源的選擇 面波的勘探效果與激發(fā)能量和頻率密切相關(guān),瞬態(tài)面波勘探要求單次激振有較寬的頻譜范圍和一定能

11、量,震源的選擇決定了勘探的結(jié)果,因此需經(jīng)過試驗(yàn)確定.對(duì)于小道距,可以用重量輕的小錘,它可產(chǎn)生檢測(cè)淺層所需的高頻信號(hào)；對(duì)較大道距,用長(zhǎng)柄大錘可產(chǎn)生低頻信號(hào)。通過試驗(yàn)選擇合適的震源，并墊上鋼板敲擊。5)儀器技術(shù)參數(shù)選擇 頻率成分是影響瑞雷波勘探的決定性因素3，數(shù)據(jù)采集應(yīng)針對(duì)不同勘探目的深度盡可能采取不同的采集參數(shù)，以增強(qiáng)相應(yīng)頻段面波能量。小粒徑試驗(yàn)路段：采樣率為 200s ；每道采樣點(diǎn)數(shù)為1024 ；記錄長(zhǎng)度2048;濾波采用全通。大粒徑試驗(yàn)路段：采樣率為 50s ；每道采樣點(diǎn)數(shù)為1024；記錄長(zhǎng)度2048點(diǎn)；濾波采用全通。6)采樣和數(shù)據(jù)收集每碾壓兩遍，對(duì)各區(qū)就進(jìn)行波動(dòng)測(cè)試,每測(cè)點(diǎn)進(jìn)行4次，每次讀

12、取4個(gè)數(shù),然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行平均。信號(hào)質(zhì)量的判斷可用相干函數(shù)來判斷:相干值接近1,信號(hào)信噪比高,本文研究中,當(dāng)相干值大于臨界值0.95時(shí),才認(rèn)為數(shù)據(jù)可信。如不滿足,則變換激振源或敲擊面(如用橡皮墊),重復(fù)試驗(yàn)直至滿意為止。 7)瞬態(tài)瑞利波譜分析本文通過利用中國(guó)科學(xué)院武漢巖土研究所研制瑞利波分析軟件SWCT對(duì)土石復(fù)合路堤壓實(shí)度波動(dòng)模型試驗(yàn)資料進(jìn)行處理分析，將瞬態(tài)瑞利波波速反演橫波速度，從而提出土石復(fù)合路堤壓實(shí)度的波動(dòng)檢測(cè)方法。瑞利波分析軟件SWCT采用瞬態(tài)瑞利波相位差分析法得到剖面不同道距的頻散曲線和高階振型在頻域某些區(qū)間的頻散曲線，同時(shí)結(jié)合分層介質(zhì)頻散特征分析，選定合適的頻散曲線。見圖5.7、5.

13、8。（1）分析信號(hào)的選擇和分析：為提高實(shí)測(cè)信號(hào)的信噪比，消除隨機(jī)干擾，需要對(duì)一條測(cè)線的多次試驗(yàn)結(jié)果疊加、平均，選定分析信號(hào)后，就對(duì)兩道信號(hào)進(jìn)行相干分析，相位差分析，功率譜分析。由于信號(hào)有噪音干擾，兩道信號(hào)未必來自同一振源，相干值越大，表明該頻率信號(hào)來自同一振源的概率越大，本文的相干門閥值取0.95以上.相位差分析即相位差循環(huán)分析法，根據(jù)三角函數(shù)的周期性，實(shí)際相位差是折疊相位差加2整數(shù)倍，倍數(shù)為待定系數(shù)，倍數(shù)的不同取值可得到多條相速度-頻率曲線.通過振型相速度特征分析，從多條曲線中篩選出能滿足頻散特征的曲線，將不同道距曲線堆疊起來，從而得到各道距的“測(cè)試相速度-頻率”曲線。功率譜分析是通過功率譜

14、了解信號(hào)能量頻散分布范圍，保證在信號(hào)主要能量頻率范圍內(nèi)進(jìn)行頻散分析，其閥值取0.1以上。（2） 信號(hào)的相位差處理：相位差的展開受初始相位和相位折疊點(diǎn)影響，由于低頻信號(hào)的相干程度較低，初始相位難以識(shí)別，須人工判別，嘗試直到計(jì)算結(jié)果比較滿意為止。由于本試驗(yàn)是淺層測(cè)試，須保證足夠的高頻信號(hào)。（3）頻散曲線的處理和分析：在測(cè)試中，為能夠得到反映某一剖面一定深度的頻散曲線，需保證有一定能量、一定頻率范圍的瑞利波及消除體波和其它噪音干擾，因此要得到準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果需對(duì)同一中心剖面，不同道距的頻散曲線進(jìn)行平均、疊加、光滑處理，得到最終剖面頻散曲線;然后進(jìn)行半波長(zhǎng)分析，該方法認(rèn)為瑞利波主要能量集中在半波長(zhǎng)內(nèi)，相

15、速度為各層瑞利波速的加權(quán)平均。 圖5.7 瞬態(tài)瑞利波信號(hào)功率譜圖 圖5.8 瑞利波頻散曲線5.3土石復(fù)合路堤模型試驗(yàn)的波動(dòng)特性分析5.3.1干密度與橫波波速的關(guān)系 圖5.9 干密度與橫波波速的關(guān)系 從上圖5.9可以看出在同一土石比下，橫波波速隨干密度的增加而呈遞增的趨勢(shì)并且橫波波速與干密度有較好的相關(guān)關(guān)系：，其中A,B為常數(shù)。同時(shí)在碾壓過程中，含水量略有變化，變化范圍均在2%范圍內(nèi)，因此上述關(guān)系是在含水量變化不大的范圍內(nèi)成立。 5.3.2 現(xiàn)場(chǎng)最大橫波波速與粒徑、含石量的關(guān)系 從表5.2可以看到在同一土石比下，現(xiàn)場(chǎng)最大橫波波速有隨粒徑的增大而呈遞減的趨勢(shì)；而在同一粒徑下，現(xiàn)場(chǎng)最大橫波波速隨含石

16、量的增加而呈遞增的趨勢(shì)，到60時(shí)達(dá)到最大值,然后隨含石量的遞增而呈減小的趨勢(shì)。粒徑與含石量、最大橫波波速的關(guān)系 表5.2 含石量現(xiàn)場(chǎng)最大橫波波速石料等效粒徑3cm石料等效粒徑10cm石料等效粒徑20cm5014311310660171128120701341251165.3.3橫波波速與碾壓遍數(shù)的關(guān)系 （a）模型 （b）模型 圖5.10 碾壓遍數(shù)與剪切波速的關(guān)系從圖5.10可以看到在同一土石比下剪切波速隨碾壓遍數(shù)的增加呈遞增的趨勢(shì)，并在碾壓10遍后，剪切波速的增幅很小，逐漸趨近一定值。在相同碾壓次數(shù)下，較大含石量的土石混料具有較大的剪切波速。由于采用靜力式壓路機(jī)式使含石量大的土石混料的壓實(shí)效果

17、不好，含石量大的區(qū)域空隙大，造成含石量大的土石混料剪切波速偏低。 5.4 土石復(fù)合介質(zhì)的橫波波速測(cè)試與理論計(jì)算的比較分析將5.2.1波動(dòng)測(cè)試的土石復(fù)合介質(zhì)橫波波速與橫波波速的理論值進(jìn)行比較，通過分析影響橫波波速理論值的因素，表明橫波波速的理論公式是可靠的。5.4.1橫波波速的理論計(jì)算根據(jù)不同土石比下，土石復(fù)合介質(zhì)的體積系數(shù)和渾圓度確定形狀參數(shù)a的值，并將各個(gè)試樣的干密度、含水量、土石比等代入公式（3.35）得到土石復(fù)合介質(zhì)橫波波速的理論值，見圖5.11。不同土石比的體積系數(shù)、渾圓度表 表5.3土石比體積系數(shù)VC渾圓度H形狀a8：20.491.3227：30.551.3526：40.621.33

18、25：50.351.4834：60.261.5933：70.291.623 圖5.11 橫波波速的理論值與測(cè)試值的比較5.4.2橫波波速理論值與波動(dòng)測(cè)試值的比較將波動(dòng)測(cè)試得到的波速值與理論值進(jìn)行比較，如圖5.11，可以發(fā)現(xiàn)：在不同干密度下測(cè)得的土石復(fù)合介質(zhì)橫波波速值與理論值有一定差距，有的甚至達(dá)到40。橫波波速的理論值取決于形狀參數(shù)、干密度、土石比、含水量及深度等參數(shù)，而土石混料的干密度、形狀參數(shù)、含水量等參數(shù)的試驗(yàn)精度較低，誤差較大，那么參數(shù)的變化對(duì)橫波波速的理論值會(huì)造成何種程度的影響？為此下面就上述參數(shù)對(duì)橫波波速理論值的影響程度進(jìn)行分析。1）干密度的影響：從表5.4、表5.5可以看到，當(dāng)干

19、密度變化率為5.5時(shí)，橫波波速理論值的變化率就已經(jīng)達(dá)到37；當(dāng)干密度變化率為22.26時(shí)，橫波波速理論值的變化率居然達(dá)到333，由此表明：干密度對(duì)橫波波速影響大，干密度的較小變化會(huì)引起橫波波速的較大變化，且橫波波速的變化率與干密度的變化率呈非線性增長(zhǎng)的關(guān)系。干密度與橫波波速的變化比較表 表5.4a=2干密度(g/cm3)1.8731.9772.0822.1862.29橫波波速(m/s)83114156209276土石比（8：2）干密度的變化率(%)5.511.216.7122.26橫波波速的變化率(%)3788252333干密度與橫波波速的變化比較表 表5.5a=3干密度(g/cm3)1.94

20、42.0522.1602.2682.376橫波波速(m/s)4269110171260土石比（8：2）干密度的變化率(%)5.5611.116.7022.22橫波波速的變化率(%)64.32624076192）含水量的影響：從表5.6、表5.7可以看到，當(dāng)含水量變化率為6.0時(shí)，橫波波速的變化率僅僅只有1.125；即使含水量變化率達(dá)到33.33時(shí)，橫波波速的變化率也僅僅只有8.125，因此含水量對(duì)橫波波速的影響較小。含水量與橫波波速變化比較表 表5.6a=2含水量(%)5.8056.1536.4507.0957.740橫波波速(m/s)160158156151147土石比（8：2）含水量的變化

21、率(%)6.011.122.2233.33橫波波速的變化率(%)-1.125-2.50-5.63-8.125含水量與橫波波速變化比較表 表5.7a=3含水量(%)3.663.844.0264.3924.758橫波波速(m/s)171169167162158土石比（8：2）含水量的變化率(%)4.9210.020.030.0橫波波速的變化率(%)-1.17-2.34-5.263-7.603）土石比的影響：從表5.8、表5.9可以看到，當(dāng)土石比的變化率為6.0時(shí)，相應(yīng)的橫波波速變化率僅僅只有0.641；即使土石比的變化率達(dá)到300時(shí)，橫波波速的變化率也只有7.6，因此土石比對(duì)橫波波速的影響小。土石

22、比與橫波波速變化比較表 表5.8a=2土石比3.763.5343.3843.1962.256橫波波速(m/s)156155154154150土石比的變化率(%)6.010.015.040.0橫波波速的變化率(%)0.6411.281.28-3.85土石比與橫波波速變化比較表 表5.9a=3土石比0.60.91.21.82.4橫波波速(m/s)171174177181184土石比的變化率(%)50100200300橫波波速的變化率(%)1.753.515.857.604）深度的影響：從表5.10、表5.11可以看到，當(dāng)深度的變化率為6時(shí)，相應(yīng)的橫波波速的變化率僅僅只有0.64；即使土石比的變化率

23、達(dá)到400時(shí)，橫波波速的變化率也僅僅只有30.76，表明深度對(duì)橫波波速的影響較小。深度與橫波波速變化比較表 表5.10a=2深度(m)0.10.1060.30.40.5橫波波速(m/s)156157187196204土石比（8：2）深度的變化率(%)6200300400橫波波速的變化率(%)0.6419.8725.6430.76深度與橫波波速變化比較表 表5.11a=3深度(m)0.10.20.30.40.5橫波波速(m/s)171192205215224土石比（4:6）深度的變化率(%)100200300400橫波波速的變化率(%)12.2819.8825.7330.995）形狀參數(shù)a的影響

24、：從表5.12可以看到，當(dāng)a從15取不同值時(shí)，相應(yīng)橫波波速的變化率較大，最低也達(dá)到9.6，最高則達(dá)到127，這表明形狀參數(shù)a對(duì)橫波波速的影響較大。 形狀參數(shù)a與橫波波速變化比較表 表5.12土石比（4:6）形狀參數(shù)a12345橫波波速(m/s)504422385236104通過上述分析認(rèn)為：干密度、形狀參數(shù)對(duì)橫波波速的影響較大，含水量、土石比、深度對(duì)橫波波速影響相對(duì)較小。干密度、形狀參數(shù)的較小變化會(huì)引起橫波波速理論值的較大變化，因此土石混料干密度、形狀參數(shù)的試驗(yàn)誤差就不能忽略。而土石混料干密度的試驗(yàn)誤差往往較大，特別地，對(duì)于孔隙較大的土石混料，一般也可達(dá)到5（相應(yīng)的橫波波速變化率為3040），

25、并且干密度的變化率與橫波波速的變化率呈非線性增長(zhǎng)的關(guān)系；對(duì)形狀參數(shù)而言，則與統(tǒng)計(jì)分析的顆粒數(shù)量有關(guān)，統(tǒng)計(jì)的顆粒數(shù)量越多，其值越準(zhǔn)確，所以對(duì)橫波波速的影響雖然較大，但可通過大量的統(tǒng)計(jì)分析來保證形狀參數(shù)取值準(zhǔn)確。綜上所述可以認(rèn)為干密度的試驗(yàn)不準(zhǔn)確是引起橫波波速理論值與測(cè)試值的誤差的主要因素，并且引起的誤差是不可忽略的，這也是不用此公式對(duì)橫波波速進(jìn)行計(jì)算，而是通過瑞利波反演橫波波速的原因之一。5.5 土石復(fù)合路堤壓實(shí)度的波動(dòng)法測(cè)試結(jié)果5.5.1簡(jiǎn)化剝層法反演各層橫波波速利用簡(jiǎn)化剝層法將波動(dòng)測(cè)試得到不同土石比和碾壓遍數(shù)下的瑞利波波速反演各層的橫波波速，見表5.13、514。模型：不同土石比、碾壓遍數(shù)各

26、區(qū)域的橫波波速 表5.13 橫波波速(m/s)碾壓遍數(shù)（次）土石比（8：2）土石比（7：3）土石比（4：6）土石比（5：5）土石比（4：6）土石比（3：7）250507163635647073907071747959610495801071010715516012812811314146166171150140134模型：不同土石比、碾壓遍數(shù)各區(qū)域的橫波波速 表5.14粒徑(cm)8121822橫波波速(m/s)碾壓遍數(shù)（次）土石比（6：4）土石比（5：5）土石比（4：6）土石比（7：3）土石比（5：5）土石比（4：6）2605675100100954104808010710110171131

27、0411611611810111116110119120125105171281131311251571225.5.2最密實(shí)狀態(tài)下的橫波波速和含水量 1） 最密實(shí)狀態(tài)下的土石復(fù)合介質(zhì)橫波波速（1）小粒徑模型試驗(yàn)（模型）根據(jù)模型試驗(yàn)顆粒的體積系數(shù)VC0.40和渾圓度H1.52，取3。通過室內(nèi)重型擊實(shí)試驗(yàn)確定土樣的最大干密度和最佳含水量：2153kg/cm3；10.22土和石顆粒的密度為：2650kg/cm3；2660kg/cm3將上述土石復(fù)合介質(zhì)參數(shù)帶入公式（3.39）：可以得到深度為0.3m時(shí)，最密實(shí)狀態(tài)下不同土石比的土石復(fù)合介質(zhì)橫波波速，見表5.15。（2）大粒徑模型試驗(yàn)（模型）根據(jù)模型試驗(yàn)

28、顆粒的體積系數(shù)VC0.35和渾圓度H1.63，則取3。通過室內(nèi)重型擊實(shí)試驗(yàn)確定土樣的最大干密度和最佳含水量：2153kg/cm3；10.22土和石顆粒的密度為：2520kg/cm3；2680kg/cm3將各參數(shù)帶入公式（3.39）得到可以得到深度為0.25m時(shí)，最密實(shí)狀態(tài)下不同土石比的土石復(fù)合介質(zhì)的橫波波速，見表5.16。2） 最密實(shí)狀態(tài)下不同深度土石復(fù)合介質(zhì)的含水量：根據(jù)公式（3.38） 計(jì)算得到模型、模型在不同土石比下，最密實(shí)狀態(tài)土石復(fù)合介質(zhì)的含水量。見表5.15、5.16。模型：最密實(shí)狀態(tài)下土石路堤的橫波波速和對(duì)應(yīng)含水量 表5.15土石比(重量)8：27：34：65：54：63：7波速(

29、m/s)254298301419499592含水量(%)7.7096.7656.7164.8583.9102.967模型：最密實(shí)狀態(tài)下土石路堤的橫波波速和對(duì)應(yīng)含水量 表5.16土石比(重量)6：45：54：67：35：54：6波速(m/s)336397474365397474含水量(%)6.0925.1544.1866.5775.1544.186模型：土石路堤現(xiàn)場(chǎng)含水量 表5.17土石比8：27：34：65：54：63：7含水量（）7.486.335.663.874.843.59模型：土石路堤現(xiàn)場(chǎng)含水量 表5.18土石比6：45：54：67：35：54：6含水量（）34.893.92.822.

30、862.935.5.3壓實(shí)度的波速計(jì)算根據(jù)壓實(shí)度的波速計(jì)算公式（3.40）：將5.4.1和5.4.2的結(jié)果和各參數(shù)表5.17、5.18等分別帶入上式得到模型、模型在不同土石比下土石復(fù)合路堤的波動(dòng)法壓實(shí)度，見表5.19、5.20。模型：不同土石比、碾壓遍數(shù)各區(qū)域的壓實(shí)度（波動(dòng)法） 表5.19 壓實(shí)度（%）碾壓遍數(shù)（次）土石比（8：2）土石比（7：3）土石比（4：6）土石比（5：5）土石比（4：6）土石比（3：7）2828285817977487868782817979088898582831091929388868414939394898685模型：不同土石比、碾壓遍數(shù)各區(qū)域的壓實(shí)度（波動(dòng)法） 表5.20粒徑(cm)8121822 壓實(shí)度（%）碾壓遍數(shù)（次）土石比（6：4）土石比（5：5）土石比（4：6）土石比（7：3）土石比（5：5）土石比（4：6）2838081878684488848288868478986