[發(fā)明專利]一種變參數(shù)智能調(diào)節(jié)高鐵路基填料振動(dòng)壓實(shí)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210738648.3
• 申請(qǐng)日: 2022-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN115045350A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 堯俊凱;葉陽升;蔡德鉤;閆宏業(yè);安再展;謝康;朱宏偉;李竹慶;蘇珂;鄧逆濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司鐵道建筑研究所;中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E02D33/00
• 分類號(hào): E02D33/00;E02D1/02;E02D31/08;E01C3/04;E01C3/06;E01C19/28;G05D27/02
• 代理公司: 北京君有知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11630
• 代理人: 焦麗雅

一種變參數(shù)智能調(diào)節(jié)路基填料振動(dòng)壓實(shí)方法及系統(tǒng)，包括在獲取室內(nèi)振動(dòng)壓實(shí)試驗(yàn)連續(xù)變形沉降數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，實(shí)時(shí)反饋填料干密度，進(jìn)而分析填料的固有頻率，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)參數(shù)的智能調(diào)節(jié)，建立高鐵填料振動(dòng)壓實(shí)智能聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)的振動(dòng)壓實(shí)過程中振動(dòng)參數(shù)固定調(diào)節(jié)，缺少實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)振動(dòng)參數(shù)的方法以及傳統(tǒng)室內(nèi)振動(dòng)壓實(shí)試驗(yàn)中，無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)干密度，且工作量大、試驗(yàn)效率較低等問題。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)干密度的測(cè)試，且動(dòng)態(tài)生成壓密曲線，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)壓實(shí)性能分析；在測(cè)試過程中實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)振動(dòng)參數(shù)，有效避免了目前室內(nèi)振動(dòng)壓實(shí)需設(shè)置多組試驗(yàn)進(jìn)行最大干密度測(cè)試，試驗(yàn)干密度與現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)壓路機(jī)相比偏低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及路基填料智能壓實(shí)、智能建造技術(shù)領(lǐng)域。具體是一種變參數(shù)智能調(diào)節(jié)高鐵路基填料振動(dòng)壓實(shí)方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)

路基長(zhǎng)期承擔(dān)軌道與列車荷載，是極為重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，高速鐵路、高等級(jí)公路、機(jī)場(chǎng)場(chǎng)坪等都對(duì)填料的填筑質(zhì)量和填筑效率提出了嚴(yán)格的要求。路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)的物理指標(biāo)—壓實(shí)度，是由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)干密度與室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)所得最大干密度所得。然而“重錘擊實(shí)”法機(jī)理與現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)碾壓機(jī)理區(qū)別較大，錘擊易造成填料顆粒破碎、擊實(shí)不均勻，易造成部分填料的室內(nèi)試驗(yàn)干密度小于現(xiàn)場(chǎng)干密度，出現(xiàn)壓實(shí)度大于1的不正常現(xiàn)象，其原因在于目前現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)壓路機(jī)與室內(nèi)重錘擊實(shí)測(cè)試方法不匹配造成。

“工欲善其事必先利其器”。然而，目前國(guó)內(nèi)外室內(nèi)振動(dòng)壓實(shí)設(shè)備種類繁多，參照標(biāo)準(zhǔn)不一，限制了室內(nèi)振動(dòng)壓實(shí)方法的推廣應(yīng)用。現(xiàn)階段市場(chǎng)上振動(dòng)壓實(shí)設(shè)備存在以下問題（1）室內(nèi)振動(dòng)壓實(shí)試驗(yàn)均是基于固定振動(dòng)參數(shù)壓實(shí)工藝，但發(fā)現(xiàn)填料干密度并不是隨著外部能量增大而增大，多余的能量會(huì)導(dǎo)致顆粒破碎、設(shè)備損耗嚴(yán)重。即振動(dòng)參數(shù)固定調(diào)節(jié)，缺少實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)振動(dòng)參數(shù)的方法；（2）補(bǔ)充：目前測(cè)試方法設(shè)置多組不同頻率、振幅試驗(yàn)，確定最大干密度。

現(xiàn)有技術(shù)，中國(guó)專利申請(qǐng)：申請(qǐng)?zhí)枺籆N2020109406478，公開號(hào)：CN112067500A，公開一種鐵路粗粒土填料振動(dòng)壓實(shí)實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法，重點(diǎn)在于振動(dòng)反饋加速度與密度的關(guān)系分析方法。

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的填料類型制備粗粒土填料試樣；進(jìn)行振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，記錄填料干密度隨振動(dòng)時(shí)間的變化情況，采集振動(dòng)壓實(shí)過程中加速度隨振動(dòng)時(shí)間的變化情況；獲取試樣加速度幅值以及頻譜特性，建立填料干密度的變化與加速度頻譜諧波之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；在實(shí)際壓路機(jī)施工過程中，根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，由測(cè)量獲得的加速度頻譜變化獲得填料壓實(shí)度變化。本發(fā)明采用連續(xù)測(cè)距的方式，分析振動(dòng)壓實(shí)參數(shù)下填料的密度連續(xù)變化；采用振動(dòng)加速度采集的方式，分析振動(dòng)壓實(shí)參數(shù)下填料的加速度幅值、頻譜分析，為填料最優(yōu)壓實(shí)參數(shù)提供依據(jù)；聯(lián)合密度變化、加速度變化的數(shù)據(jù)快速實(shí)時(shí)分析，為現(xiàn)場(chǎng)施工提供依據(jù)。

申請(qǐng)?zhí)枺籆N2020102104458，公開號(hào)：CN111089698A，公開一種鐵路路基填料振動(dòng)壓實(shí)試驗(yàn)方法，制備覆蓋各典型含水率的土樣；測(cè)試針對(duì)當(dāng)前土樣壓實(shí)最快的最優(yōu)振動(dòng)頻率；

重點(diǎn)在于基于室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)參數(shù)關(guān)系，分析不同含水率填料的最大干密度。

測(cè)試針對(duì)當(dāng)前土樣壓實(shí)最快的最佳靜重質(zhì)量和偏心塊質(zhì)量組合；以最優(yōu)振動(dòng)頻率、最佳靜重質(zhì)量和偏心塊質(zhì)量組合設(shè)置振動(dòng)壓實(shí)儀器，分析土樣的振動(dòng)壓實(shí)參數(shù)，與現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，選定振動(dòng)參數(shù)，對(duì)所有含水率的土樣進(jìn)行壓實(shí)試驗(yàn)，測(cè)試干密度，獲取土樣干密度最大的土樣對(duì)應(yīng)的含水率為最優(yōu)含水率；輸出最優(yōu)振動(dòng)參數(shù)，最佳靜重質(zhì)量和偏心塊質(zhì)量組合，最優(yōu)含水率以及最大干密度。本發(fā)明所提出的振動(dòng)壓實(shí)方法可匹配現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)壓實(shí)參數(shù)，對(duì)填料振動(dòng)與現(xiàn)場(chǎng)一致壓實(shí)參數(shù)下的干密度，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

申請(qǐng)?zhí)枺籆N2013100477938，公開號(hào)：CN103061236A，公開一種鐵路路基連續(xù)壓實(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，其組成包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)，其特征是：所述的單片機(jī)分別與鐵電存儲(chǔ)器、A/D轉(zhuǎn)換器、彩色液晶顯示電路、GPS模塊、GPRS模塊、時(shí)鐘芯片、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器、SD卡、USB接口電路、鍵盤電路、方波轉(zhuǎn)換電路連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換器與電壓轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)調(diào)理電路連接，所述的方波轉(zhuǎn)換電路與所述的信號(hào)調(diào)理電路連接。