[发明专利]一种填筑工程压实质量的振动能量在线检测系统

权利要求书

1.一种填筑工程压实质量的振动能量在线检测系统，安装于碾压机(1)上，所述碾压机(1)的振动轮既是实施碾压施工作业的激振设备，又是检测压实质量的对象，其特征在于，包括：

速度拾振器(4)，固定安装于碾压机(1)的振动轮上，直接感知振动轮的竖向振动速度；

信号采集分析仪(3)，直接计算碾压机(1)振动轮的竖向振动能量，将振动能量峰值作为压实质量的压实度指标；

其中，所述信号采集分析仪(3)计算竖向振动能量的公式为：

其中m为碾压机(1)的振动轮质量，v(t)是振动轮的竖向振动速度；

振动能量峰值与压实度指标的具体对应关系为：

式中E_p为单周期内E(t)的峰值，E₀为碾压试验确定的合格压实振动能量，I为压实度指标。

2.根据权利要求1所述填筑工程压实质量的振动能量在线检测系统，其特征在于，还包括：

卫星定位接收机(2)，提供与碾压位置、行驶速度相关的时间与空间信号，用于分析压实度指标的空间位置与碾压遍数之间关系；

所述信号采集分析仪(3)接收卫星定位接收机(2)的位置、速度与时间信号，根据位置坐标与振动能量峰值形成碾压区域压实度指标分布图，进一步结合碾压遍数形成3D云图。

3.根据权利要求2所述填筑工程压实质量的振动能量在线检测系统，其特征在于，所述根据位置坐标与振动能量峰值形成碾压区域压实度指标分布图的具体方法是：

首先，以碾压区域的长度与宽度分别为压实度指标分布图的水平轴与竖向轴，以米为单位；

其次，根据碾压机(1)当前位置坐标值，实时将相应的压实度指标值I填充到压实度指标分布图内，填充范围为△A＝L×u×△t，式中L为振动轮宽度，u为碾压机行驶速度，通过卫星定位接收机(2)获得，△t为振动周期；

最后，当碾压机(1)行驶覆盖整个碾压区域即完成一遍碾压后，碾压区域压实度指标分布图即形成，以空间曲面形式显示。

4.根据权利要求2所述填筑工程压实质量的振动能量在线检测系统，其特征在于，根据碾压区域压实度指标分布图进一步结合碾压遍数形成3D云图具体方法如下：

首先，以碾压区域长宽为平面两坐标轴，以碾压遍数轴垂直于压实度指标平面图，构成三维坐标系；

然后，将压实度指标图以5％水平分级，用不同色彩显示，形成2D云图；

最后，区域不同碾压遍数对应的压实度指标2D云图构成相应的3D云图。

5.根据权利要求1所述填筑工程压实质量的振动能量在线检测系统，其特征在于，采用加速度计替代所述速度拾振器(4)，感知碾压机(1)的振动轮的竖向振动加速度，通过积分获得相应的速度值。

6.根据权利要求1所述填筑工程压实质量的振动能量在线检测系统，其特征在于，所述信号采集分析仪(3)通过反馈控制模块实现对现场碾压填筑作业的反馈控制，给碾压机作业员或现场监理人员提供压实作业情况的反馈信息，以便相关人员采取有效措施，提高填筑层的压实质量。

7.根据权利要求6所述填筑工程压实质量的振动能量在线检测系统，其特征在于，所述反馈控制模块的具体控制策略为：

首先，目标压实指标100％，根据目标压实指标与当前位置的实际压实度指标I差值，统计当前碾压遍数的合格率；

然后，根据当前合格率制定随后碾压遍数的碾压参数如振动频率、振动幅值等；

最后，当碾压区域压实度指标合格率在一规定值之上，则可决定完成区域碾压任务；而当低于此规定值，则决定进行下一遍的碾压任务；如果连续三次碾压合格率相近，则停止碾压任务，并检查碾压料是否异常，如碾压材料无异常，则应检查碾压层厚度等其它因素是否正常，当所有碾压层材料正常，则检查碾压机(1)是否工作正常，如碾压机工作正常，则重做碾压试验，重新确定压实合格振动能量E₀。