Publikacja artykułu "Evaluating the plate compactor frequency effect on compaction efficiency: numerical study with discrete element method"

W nowo opublikowanym artykule badawczym dr. Karola Brzezińskiego, przeprowadzono zaawansowane symulacje numeryczne metodą DEM (Discrete Element Method), które pozwoliły na dogłębne zrozumienie wpływu częstotliwości pracy sprzętu do zagęszczania na efektywność tego procesu. Badanie to stanowi istotny krok w kierunku optymalizacji technologii zagęszczania gruntu, co ma bezpośrednie przełożenie na jakość wykonywanych prac budowlanych i inżynieryjnych.

Model numeryczny umożliwia oddzielenie częstotliwości pracy od amplitudy siły odśrodkowej. Ponadto zapewnia lepszy wgląd w ewolucję mikrostruktur (anizotropia, przestrzenna zmienność gęstości itp.). W analizowanym zakresie częstotliwości roboczych (50–90 Hz) sama częstotliwość ma pomijalny wpływ na wydajność zagęszczania. To zależna od częstotliwości siła odśrodkowa odpowiada za zwiększoną wydajność zagęszczania przy wyższych częstotliwościach. Analiza pokazuje również, że postęp w zagęszczaniu jest możliwy, dopóki siła zagęszczania może zniszczyć wewnętrzną strukturę gruntu. Jednocześnie, w trakcie zagęszczania struktura warstwy staje się silniejsza i sztywniejsza. W konsekwencji proces staje się w pewnym momencie nieefektywny. Gdy warstwa gruntu jest nadmiernie zagęszczona, ziarna na górze mogą się rozgęszczać, pogarszając jakość zagęszczania. Związek między gęstością a modułem dynamicznym zagęszczonej warstwy, szczególnie przy amplitudach siły zależnych od częstotliwości, podkreśla, że chociaż oba wskaźniki poprawiają się podczas zagęszczania, zależność ta słabnie na końcowym etapie zagęszczania. Podkreśla to potrzebę niezależnego pomiaru obu wskaźników w celu kompleksowej oceny jakości zagęszczania.

Wyniki badań mają potencjalne zastosowanie w projektowaniu nowych urządzeń do zagęszczania oraz w opracowaniu zaleceń technicznych, które mogą zwiększyć efektywność zagęszczania w różnych warunkach. Ponadto, wyniki badań mogą zostać wykorzystane do dalszych badań nad innymi technologiami zagęszczania dynamicznego, w tym z użyciem walców wibracyjnych, oraz w bardziej złożonych warunkach brzegowych, na przykład z zastosowaniem geosyntetyków.

Link do artykułu: https://doi.org/10.1007/s10035-025-01515-w

Dodatkowy link (wyłącznie do podglądu online): https://rdcu.be/ebK1k 

Badania były finansowane ze środków Politechniki Warszawskiej w ramach Programu Inicjatywa Doskonałości – Uczelnia Badawcza (IDUB)