[發(fā)明專利]一種基于貝雷法的砂石骨料級配優(yōu)化方法

在審

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• 申請日: 2022-12-21
• 公開（公告）號: CN115816645A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李宏波;劉鋒;康鑫睿;華樹東;段軍庫
• 申請（專利權(quán)）人: 寧夏大學(xué);寧夏華晟節(jié)能環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: B28C5/00
• 分類號: B28C5/00;G06F30/25;G06F17/12;G06F16/22;G06F111/04
• 代理公司: 北京慕達星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

1.一種基于貝雷法的砂石骨料級配優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、對待優(yōu)化的骨料分別采用不同尺寸篩孔的標準篩進行篩分，得到骨料級配；

步驟2、從逆向求解的角度出發(fā)考慮級配求解，假設(shè)步驟1得到的級配為最優(yōu)級配，采用特征參數(shù)粗骨料比CA和細骨料比FAC、FAF評價貝雷級配法的優(yōu)良；

步驟3、將特征參數(shù)范圍以中值為界限，分為粗骨料范圍和細骨料范圍；

步驟4、構(gòu)建求解方程；

步驟5、利用求解方程對步驟3得到的粗骨料范圍和細骨料范圍內(nèi)的骨料進行多次求解，大步幅取0.5，小步幅取0.1，得到合成級配隨特征參數(shù)取值的變化情況，并確定特征參數(shù)范圍及對應(yīng)的骨料最優(yōu)級配范圍；

步驟6、繼續(xù)對步驟5得到的特征參數(shù)范圍進行循環(huán)求解，得到各特征參數(shù)在最優(yōu)級配下的取值，并存入骨料級配數(shù)據(jù)庫供后續(xù)調(diào)用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于貝雷法的砂石骨料級配優(yōu)化方法，其特征在于，步驟1中，按照下式計算不同粒徑范圍骨料的質(zhì)量百分率：

式一：其中，m_i為存留在某號篩i上的骨料質(zhì)量，m為混合骨料風干的總質(zhì)量；i按粒徑遞增的方式順序編號；

式二：A_i＝a₁+a₂+...+a_i，其中，a₁、a₂、...、a_i為各篩的分級篩余百分率；

式三：p_i＝100-A_i，其中，A_i為各號篩累計篩余百分率；p_i為第i級分級骨料的分級篩余比例。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于貝雷法的砂石骨料級配優(yōu)化方法，其特征在于，步驟2中，采用貝雷級配法對骨料顆粒粒徑采用動態(tài)劃分，以控制粒徑來約束骨料的粒徑大小變化，具體尺寸如下所示：

d_k＝0.22×d_n；

d₁＝0.22×d_k；

d₂＝0.22×d₁；

其中，d_k為骨料的控制粒徑尺寸，mm；d₁為細骨料的第一分界尺寸，mm；d₂為細骨料的第二分界尺寸；

各特征參數(shù)的計算公式如下：

其中，CA為粗骨料比；D為骨料最大粒徑，mm；FAC、FAF為細骨料比；P_d1、P_dk、P_d2均為與之篩分尺寸相對應(yīng)的混合骨料在篩i上的通過百分率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于貝雷法的砂石骨料級配優(yōu)化方法，其特征在于，步驟3中，根據(jù)最優(yōu)級配的特點，對各特征參數(shù)進行如下數(shù)學(xué)建模：

設(shè)骨料在某篩孔的通過百分率為p_j(i)、骨料在混合骨料中的質(zhì)量百分率為x_j(i)，混合骨料在篩孔i上的通過百分率為p_m(i)，則有下式成立：

j取1，2，...，n；

其中，i為篩孔尺寸編號，j表示第j種骨料種類；

假設(shè)骨料級配滿足最優(yōu)多級嵌擠級配要求，則最優(yōu)級配特征參數(shù)CA、FAC、FAF在工程經(jīng)驗數(shù)值范圍之間，如下所示：

將上式中CA、FAC、FAF改寫成x_j(i)的矩陣不等式：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于貝雷法的砂石骨料級配優(yōu)化方法，其特征在于，步驟4包括：

步驟41、補充條件函數(shù)，使骨料在混合料中的質(zhì)量百分率盡可能接近規(guī)范級配中值；

步驟42、求解最優(yōu)的骨料在混合料中的質(zhì)量百分率、混合骨料在某篩孔的通過百分率及對應(yīng)的特征參數(shù)取值；

步驟43、若步驟42計算得到的特征參數(shù)處于貝雷級配參數(shù)推薦范圍內(nèi)，則與假設(shè)結(jié)果相符，假設(shè)有效。