[发明专利]一种用于测试颗粒状填筑材料密实程度的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种填筑材料填筑材料测量领域，特别是一种用于测试颗粒状填筑材料密实程度的装置及方法。

背景技术

在土石坝、碾压混凝土坝、场地基础、公路路基路面和房屋基础等土建工程中，经常涉及到颗粒状材料的填筑，这些颗粒状材料包括土、砂石料、新拌碾压混凝土、新拌无机结合料等。对这些材料填筑密实程度的测试可以反馈工程质量，指导施工活动，意义重大。现用的测试方法通常包括环刀法、灌水法、灌砂法和核子法等，这些方法中前三种靠取出一定量的填筑料测试其质量及所占的体积，进而计算出其密实程度，费时费力；核子法则靠放射源发出的射线测试粒料堆积的密实程度，相比前三种方法虽然较为快捷，但是放射源会对人体和环境造成不利影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于测试颗粒状填筑材料密实程度的装置及方法，可以快捷、准确地获得颗粒状填筑材料的密实程度，且不会对人体和环境造成损害。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于测试颗粒状填筑材料密实程度的装置，激振器的工作部位与颗粒状材料填筑体的测点表面接触，振动传感器的工作部位与颗粒状材料填筑体的测点表面接触，所述的振动传感器位于激振器附近，并与振动测试分析仪连接。

所述的振动传感器与激振器之间的距离，在各次测试时振动传感器与激振器之间的距离均相同。

一种测试颗粒状填筑材料密实程度的方法，包括以下步骤：

一、在填筑实验时，采用激振器、振动传感器和振动测试分析仪测量不同填筑条件下颗粒状材料填筑体的自振频率；

采用现有的测试方法，包括环刀法、灌水法、灌砂法和/或核子法，获得相应填筑条件下颗粒状材料填筑体的密实程度；

以测得的数据，建立自振频率与密实程度的关系线；

二、当颗粒状材料填筑施工完成后，在颗粒状材料填筑体上选定测点，采用激振器、振动传感器和振动测试分析仪，获得颗粒状材料填筑体的自振频率，根据步骤一所述的关系线获得颗粒状材料填筑体密实程度结果。

步骤一中，所述的填筑条件包括碾压遍数和松铺厚度。

将准备填筑的颗粒状材料按规定的厚度松铺，划分不同的区域后用不同的施工参数使其达到不同的密实程度，密实程度值的跨度应尽量大，从较密实到最密实至少取得5种不同密实程度。

在各种不同密实程度的区域内，先测试颗粒状材料填筑体的自振频率，每个区域至少测试5个测点，对各测点测值取平均值；再用现有的测试方法测出相应测点的密实程度值，即密度或压实度，对各测点测值取平均值；得到至少5对自振频率与密实程度的测值。

将测点处的颗粒状材料填筑体表面整理平整，把激振器和振动传感器平稳放置在测点处，并相隔一定距离，在各个步骤中，激振器与振动传感器之间的距离应相同；

将振动测试分析仪与振动传感器连接；

以固定的力度操作激振器，使颗粒状材料填筑体振动；

将采集到的振动信号的时域波形通过傅立叶变换算法转换为频率~幅值波形；在频率~幅值波形中指定的频率范围内找出最大幅值对应的频率，得到土体的自振频率。

将所述振动信号的时域波形利用傅立叶变换算法进行变换，得到频率——幅值波形的过程中，使用函数fft（x,n）完成，

其中x为采集到的时域波形，即一个时间和振幅的数组，n为分析点数，

即以采样频率的1/n倍为步长进行频域转换。

本发明提供的一种用于测试颗粒状填筑材料密实程度的装置及方法，可以在施工过程中，快速测试，并准确获得颗粒状填筑材料密实程度结果，且与核子法相比，本发明的方法无放射性污染，不危害人体健康和环境。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明中装置的示意图。

图中：激振器1，振动测试分析仪2，振动传感器3，颗粒状材料填筑体4。

具体实施方式

如图1中，一种用于测试颗粒状填筑材料密实程度的装置，激振器1的工作部位与颗粒状材料填筑体4的测点表面接触，振动传感器3的工作部位与颗粒状材料填筑体4的测点表面接触，所述的振动传感器3位于激振器1附近，并与振动测试分析仪2连接。所述的振动传感器3与激振器1之间的距离，在各次测试时振动传感器3与激振器1之间的距离均相同。

一种测试颗粒状填筑材料密实程度的方法，包括以下步骤：

一、在填筑实验时，采用激振器1、振动传感器3和振动测试分析仪2测量不同填筑条件下颗粒状材料填筑体4的自振频率；