[发明专利]路面结构承载力连续检测方法

权利要求书

1.一种路面结构承载力连续检测方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1：建立检测设备仿真模型；所述检测设备为含有振动轮可跳振的二自由度检测设备；

S2：将路面结构整体等效刚度和所述检测设备机械参数代入仿真模型，获取所述检测设备振动轮加速度反馈信号的统计值Ⅰ，建立路面结构承载力与所述统计值Ⅰ之间的加速度-承载力函数关系；

S3：控制检测设备在目标道路进行作业，采集所述检测设备振动轮加速度反馈信号Ⅱ，根据所述加速度反馈信号Ⅱ获取所述检测设备振动轮加速度反馈信号统计值Ⅱ；

S4：将步骤S3中获得的所述统计值Ⅱ代入所述加速度-承载力函数关系，得到路面结构承载力的检测值；

其中，所述步骤S1中所述检测设备仿真模型，由“机体-地面”二自由度跳振系统动力学方法建立仿真模型；所述“机体-地面”二自由度跳振系统包括符合、跳离和冲击三个运动阶段，

其中，所述符合、跳离和冲击三个运动阶段的系统动力学方法如下所示：

其中，符合运动阶段系统动力学计算采用如下方法：

跳离阶段系统动力学计算采用如下方法：

冲击阶段，因冲击过程持续时间很短，则冲击过程结束时振动轮及随振质量速度计算采用如下方法：

其中，相位角计算采用如下方法：

式中：m_j—为机架质量，kg；m_l为振动轮质量，kg；m_t为随振土体质量，kg；k_j为机架刚度，N/m；k_t为土体刚度，N/m；c_j为机架阻尼，N·s/m；c_t为土体阻尼，N·s/m；x_j为机架位移，m；x_l为振动轮位移，m；x_t为土体位移，m；F为激振力幅值，N；ω为激振器转动角速度，rad/s；为相位角，rad；rem为取余函数，T为激振器转动周期，g为重力加速度。

2.根据权利要求1所述路面结构承载力连续检测方法，其特征在于：所述步骤S2包括根据如下方法确定检测设备振动轮加速度反馈信号的统计值Ⅰ：

S21：将所述检测设备的机械参数代入仿真模型进行仿真，计算所述检测设备振动轮加速度Ⅰ；

S22：根据步骤S21，统计所述检测设备振动轮加速度仿真结果曲线的极小值，计算所述极小值的均方根值，将所述均方根值作为所述检测设备振动轮加速度反馈信号的统计值Ⅰ。

3.根据权利要求1所述路面结构承载力连续检测方法，其特征在于：根据如下方法计算所述随振土体质量：

m_t＝(ζ-1)m_l (5)

式中，ξ为附加质量系数，

其中，通过如下方法计算所述ξ附加质量系数，

ξ＝1.056-7.25×10^-4b(20≤b≤60) (6)

式中，b为无量纲质量比；

其中，通过如下方法计算所述无量纲质量比b，

式中，ρ为土体密度，r为振动轮接地面的等效圆半径；

其中，通过如下方法计算所述r振动轮接地面的等效圆半径，

式中，R为所述检测设备振动轮半径，L为所述检测设备振动轮宽度，β为土地内摩擦角。

4.根据权利要求1所述路面结构承载力连续检测方法，其特征在于：所述路面结构整体等效刚度K计算采用如下方法：

式中，E为土体弹性模量，σ为土体泊松比，β为土的内摩擦角，r为振动轮接地面的等效圆半径。

5.根据权利要求1所述路面结构承载力连续检测方法，其特征在于：所述路面结构承载力与所述检测设备振动轮加速度反馈信号统计值Ⅰ之间的加速度-承载力函数关系如下方法所示：

式中E表示路面结构承载力(路面弹性模量)，a表示振动轮加速度反馈信号的统计值。

6.根据权利要求1所述路面结构承载力连续检测方法，其特征在于：步骤S3，根据所述加速度反馈信号Ⅱ，统计所述检测设备振动轮加速度Ⅱ曲线的极小值，计算所述极小值的均方根值，将所述均方根值作为所述检测设备振动轮加速度反馈信号的统计值Ⅱ。