[發明專利]一種面向智能碾壓的面板堆石壩壓實質量無損檢測方法

在審

• 申請號: 202010955383.3
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112835031A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 方國富;黃文龍;邱偉;駱曉鋒;張顯羽;游秋森;葉永進;陳曉靈;王順超;金州;黃建榮;關濤;王曉玲;林威偉
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網新源控股有限公司;福建廈門抽水蓄能有限公司;天津大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S13/86;G01V3/12;G01N15/08;G01N29/12;G01N29/46
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

本發明提供了一種面向智能碾壓的面板堆石壩壓實質量無損檢測方法，包括探地雷達系統以及加速度傳感器系統；所述探地雷達系統接收的雷達反射波在材料介質中旅行時,旅行時間與材料介質的介電常數ε_r，由關系式確定；C是雷達反射波即電磁波在真空中的行進速度，h是材料介質層厚度，當倉面碾壓后，h確定，t為旅行時間；根據介電常數和孔隙率的對應關系，得到孔隙率；所述加速度傳感器系統感應碾壓機的碾輪的垂直方向上振動的加速度值，得出壓實度，綜合孔隙率與壓實度得出綜合施工質量。應用本技術方案可實現為面板堆石壩壓實質量控制提供新的、更精確的實時監測指標，從而有效地提高施工質量控制水平。

技術領域

本發明涉及面板堆石壩質量檢測領域，具體是指一種面向智能碾壓的面板堆石壩壓實質量無損檢測方法。

背景技術

面板堆石壩為采用堆石體作為支承結構、且在其上游表面澆筑混凝土面板作為防滲結構的一種壩型，壓實質量是面板堆石壩施工質量控制的關鍵指標之一，因此在施工過程中必須對壓實質量進行檢測和評價。由于面板堆石壩采用分層堆石、分層碾壓進行施工碾壓工作，因此攤鋪碾壓厚度較深、土石料中塊石粒徑較大、施工速度快；同時碾壓所用的土石料是粒徑大小不均的塊石及碎石，所以工程現場廣泛采用試坑實驗檢測方法來檢測面板堆石壩的碾壓密度。該方法存在容易造成工作面損傷、占用施工面時間長影響現場施工、檢測效率低下、檢測成本高以及有限個測點無法全倉面評價壓實質量等問題；同時國內外目前開展的采用加速度計進行壓實質量分析研究工作中，如CV等壓實連續檢測指標與壩料壓實質量(密度、壓實度或孔隙率)之間的關系存在相當的誤差，單純用連續檢測指標控制事后壓實質量也同樣會存在偏差。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種面向智能碾壓的面板堆石壩壓實質量無損檢測方法，為面板堆石壩壓實質量控制提供新的、更精確的實時監測指標，從而有效地提高施工質量控制水平。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種面向智能碾壓的面板堆石壩壓實質量無損檢測方法，包括探地雷達系統以及加速度傳感器系統；

所述探地雷達系統接收的雷達反射波在材料介質中旅行時,旅行時間與材料介質的介電常數ε_r，由關系式確定；C是雷達反射波即電磁波在真空中的行進速度，h是材料介質層厚度，當倉面碾壓后，h確定，t為旅行時間；通過開展大量的室內壓實試驗和現場檢測試驗,得到壩料的介電常數與孔隙率的對應關系，P為孔隙率；根據介電常數和孔隙率的對應公式，得到孔隙率；；

所述加速度傳感器系統感應碾壓機的碾輪的垂直方向上振動的加速度值，時間序列以1s為時間窗，通過傅里葉變換算法得到加速度信號的頻譜，由二階幅值與基幅之比乘以一個固定值500作為CV值；計算公式如下：

CV＝a×A₄/A₂ (1)

其中CV值為壓實度，a為500，A₂為加速度信號頻譜分析得到的二次諧波頻率對應的幅值，A₄為二次諧波頻率對應的幅值；

計算施工質量綜合評價指標值：

Q＝α·P'+β·(1-q')×2.48 (2)

其中，P'和q'分別CV值和孔隙率指標值，Q為壓實質量綜合指標值，α和β分別為P'和q'的權重，根據專家經驗打分情況，設置權重大小為0.4和0.6，當P'≥2.1以及q'≤15％則孔隙率和壓實質量合格，Q≥2.1則綜合施工質量合格。