[實用新型]堆石壩壓實質(zhì)量智能、動態(tài)控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320482493.8
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN203535010U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 浮紹瑋;陳衛(wèi)烈;石鵬;邵紅勇
• 申請（專利權(quán)）人: 葛洲壩集團試驗檢測有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及水電工程施工中的堆石壩碾壓施工領(lǐng)域，特別是一種堆石壩壓實質(zhì)量智能、動態(tài)控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著國民經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，我國堆石壩發(fā)展較快，混凝土面板堆石壩、土質(zhì)心墻堆石壩和瀝青混凝土心墻堆石壩已經(jīng)成為現(xiàn)代堆石壩的三種主要壩型。

當下堆石壩高壩大規(guī)模出現(xiàn)，該類型壩建設(shè)周期短，特殊的地形、地質(zhì)、壩基條件要求高的壓實質(zhì)量，但是現(xiàn)有實時監(jiān)控手段缺乏，實時快速檢測手段缺乏；因此十分有必要開展堆石壩填筑實時、動態(tài)控制系統(tǒng)及快速檢測技術(shù)的研究。

重慶交通大學碩士學位論文，2009年4月公開了一種《基于COSMOS的的振動壓路機振動加速度與壓實度關(guān)系研究》，提出根據(jù)三維建模，結(jié)合有限元分析，提取振動加速度、路面剛度,找出合理工況下隨著路面剛度變化振動加速度的大致變化趨勢，擬合出曲線圖。得出振動加速度與土壤剛度之間確實存在一定的聯(lián)系。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種堆石壩壓實質(zhì)量智能、動態(tài)控制系統(tǒng)，可以實時地獲得并控制堆石壩壓實質(zhì)量，以縮短堆石壩壩體填筑施工工期。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種堆石壩壓實質(zhì)量智能、動態(tài)控制系統(tǒng)，它包括：

安裝在振動碾振動輪的內(nèi)側(cè)機架上的數(shù)據(jù)采集裝置；

安裝在觀測房中的數(shù)據(jù)接收及發(fā)送裝置；

進行遠程質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)分析裝置。

所述的數(shù)據(jù)采集裝置與數(shù)據(jù)接收及發(fā)送裝置之間采用無線連接，數(shù)據(jù)接收及發(fā)送裝置與數(shù)據(jù)分析裝置之間采用無線連接。

數(shù)據(jù)采集裝置采用加速度傳感器采集數(shù)據(jù)，并通過射頻方式與數(shù)據(jù)接收及發(fā)送裝置連接；

數(shù)據(jù)接收及發(fā)送裝置中設(shè)有無線射頻接收器用以接收加速度數(shù)據(jù)，還設(shè)有信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、處理器和用于發(fā)射數(shù)據(jù)的無線發(fā)射裝置；

數(shù)據(jù)分析裝置中設(shè)有接收無線信號的無線接收裝置，還設(shè)有用于計算和比較堆石壩壩料壓實度值，即CMV值的計算裝置。

一種采用上述的系統(tǒng)進行堆石壩壓實質(zhì)量控制的方法，包括以下步驟：

一、通過試驗獲得符合設(shè)計要求干密度ρ所對應(yīng)的CMV值；

二、在現(xiàn)場施工過程中，將加速度傳感器設(shè)置在各個振動碾振動輪的內(nèi)側(cè)機架上，獲取各個振動碾的加速度數(shù)據(jù)；

三、加速度數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)整合、數(shù)字濾波后，進行FFT變換，獲得基波數(shù)據(jù)和二次諧波數(shù)據(jù)；

四、由公式計算出實時的CMV值；

式中：CMV為壓實度值，

C為常數(shù)取值300；

A_Ω—振動基波成分加速度幅值；

A_2Ω—振動二次諧波成分加速度幅值。

五、將實時的CMV值與符合設(shè)計要求干密度ρ所對應(yīng)的CMV值進行比對；

通過上述步驟實現(xiàn)堆石壩壓實質(zhì)量的智能、動態(tài)控制。

在步驟一中，采用與施工時段相同的振動碾及振動壓實工藝參數(shù)；

碾壓試驗的壩料、含水量及填筑厚度與后續(xù)施工時段相同；

振動碾在振動碾壓過程中振動頻率變化范圍不超過5%；

碾壓試驗每種壩料應(yīng)具有不同的碾壓遍數(shù)，以使其密度有一個變化梯度。

將每種碾壓遍數(shù)測試得到的CMV值進行平均，求取平均值，采用坑測法求出該位置下的壩料干密度ρ；

將每種層厚、不同碾壓遍數(shù)的壩料測得CMV平均值相同條件下得到壩料干密度ρ繪制曲線圖，然后在圖中查出符合設(shè)計干密度所對應(yīng)的CMV控制值，該值即為該種壩料現(xiàn)場碾壓的控制指標。

所述的數(shù)據(jù)整合中，由加速度數(shù)據(jù)的特證值確定該數(shù)據(jù)所屬的加速度傳感器，將專屬一個加速度傳感器的數(shù)據(jù)整合到一起，以供后繼步驟處理。

所述的數(shù)據(jù)濾波中，采用0.5～100Hz的帶通濾波器進行濾波。

步驟二中，加速度傳感器采集的加速度數(shù)據(jù)，通過射頻方式傳遞給數(shù)據(jù)接收及發(fā)送裝置；

接收及發(fā)送裝置采用無線射頻接收器接收加速度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)進入信號調(diào)理電路，調(diào)理過后的信號進入A/D轉(zhuǎn)換器，把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號，然后進入處理器，由處理器對數(shù)據(jù)進行整合，最終數(shù)據(jù)采用gprs或3G模式發(fā)送給數(shù)據(jù)分析裝置。