[实用新型]堆石坝压实质量智能、动态控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及水电工程施工中的堆石坝碾压施工领域，特别是一种堆石坝压实质量智能、动态控制系统及方法。

背景技术

随着国民经济建设的不断发展，我国堆石坝发展较快，混凝土面板堆石坝、土质心墙堆石坝和沥青混凝土心墙堆石坝已经成为现代堆石坝的三种主要坝型。

当下堆石坝高坝大规模出现，该类型坝建设周期短，特殊的地形、地质、坝基条件要求高的压实质量，但是现有实时监控手段缺乏，实时快速检测手段缺乏；因此十分有必要开展堆石坝填筑实时、动态控制系统及快速检测技术的研究。

重庆交通大学硕士学位论文，2009年4月公开了一种《基于COSMOS的的振动压路机振动加速度与压实度关系研究》，提出根据三维建模，结合有限元分析，提取振动加速度、路面刚度,找出合理工况下随着路面刚度变化振动加速度的大致变化趋势，拟合出曲线图。得出振动加速度与土壤刚度之间确实存在一定的联系。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种堆石坝压实质量智能、动态控制系统，可以实时地获得并控制堆石坝压实质量，以缩短堆石坝坝体填筑施工工期。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种堆石坝压实质量智能、动态控制系统，它包括：

安装在振动碾振动轮的内侧机架上的数据采集装置；

安装在观测房中的数据接收及发送装置；

进行远程质量控制的数据分析装置。

所述的数据采集装置与数据接收及发送装置之间采用无线连接，数据接收及发送装置与数据分析装置之间采用无线连接。

数据采集装置采用加速度传感器采集数据，并通过射频方式与数据接收及发送装置连接；

数据接收及发送装置中设有无线射频接收器用以接收加速度数据，还设有信号调理电路、A/D转换器、处理器和用于发射数据的无线发射装置；

数据分析装置中设有接收无线信号的无线接收装置，还设有用于计算和比较堆石坝坝料压实度值，即CMV值的计算装置。

一种采用上述的系统进行堆石坝压实质量控制的方法，包括以下步骤：

一、通过试验获得符合设计要求干密度ρ所对应的CMV值；

二、在现场施工过程中，将加速度传感器设置在各个振动碾振动轮的内侧机架上，获取各个振动碾的加速度数据；

三、加速度数据经数据整合、数字滤波后，进行FFT变换，获得基波数据和二次谐波数据；

四、由公式计算出实时的CMV值；

式中：CMV为压实度值，

C为常数取值300；

A_Ω—振动基波成分加速度幅值；

A_2Ω—振动二次谐波成分加速度幅值。

五、将实时的CMV值与符合设计要求干密度ρ所对应的CMV值进行比对；

通过上述步骤实现堆石坝压实质量的智能、动态控制。

在步骤一中，采用与施工时段相同的振动碾及振动压实工艺参数；

碾压试验的坝料、含水量及填筑厚度与后续施工时段相同；

振动碾在振动碾压过程中振动频率变化范围不超过5%；

碾压试验每种坝料应具有不同的碾压遍数，以使其密度有一个变化梯度。

将每种碾压遍数测试得到的CMV值进行平均，求取平均值，采用坑测法求出该位置下的坝料干密度ρ；

将每种层厚、不同碾压遍数的坝料测得CMV平均值相同条件下得到坝料干密度ρ绘制曲线图，然后在图中查出符合设计干密度所对应的CMV控制值，该值即为该种坝料现场碾压的控制指标。

所述的数据整合中，由加速度数据的特证值确定该数据所属的加速度传感器，将专属一个加速度传感器的数据整合到一起，以供后继步骤处理。

所述的数据滤波中，采用0.5～100Hz的带通滤波器进行滤波。

步骤二中，加速度传感器采集的加速度数据，通过射频方式传递给数据接收及发送装置；

接收及发送装置采用无线射频接收器接收加速度数据，数据进入信号调理电路，调理过后的信号进入A/D转换器，把模拟信号转换成数据信号，然后进入处理器，由处理器对数据进行整合，最终数据采用gprs或3G模式发送给数据分析装置。