[发明专利]一种道路内部应力、应变动态响应信息获取系统及方法

说明书

本发明涉及一种道路内部应力、应变动态响应信息获取系统及方法，道路内部力学状态检测领域。本发明通过在fwd检测时共设置4个检测点，通过埋设于道路内部各结构层的应力、应变传感器及动态数据采集单元对响应数据进行采集；根据记录的每层应力、应变传感器的数据与响应时间对应，得到波形图，并通过波形响应时间将有效图形数据截取，并拼接，滤波，并将异常数据剔除，得到结果数据，按顺序完成响应基线计算、响应持续时间计算、响应峰值记录、峰值间隔记录及峰值数量记录。本发明多点布局传感器以及载荷，通过合理规范的数据处理流程，有效的减小了数据结果的系统误差，避免了人工处理过程中因疲劳、不认真等产生的非确定性误差。

技术领域

本发明涉及道路内部力学状态检测领域，尤其涉及fwd检测的道路内部应力、应变动态响应特征值获取。

背景技术

道路内部结构的力学状态是评价道路质量、预估道路寿命的最直接指标，然而在实际道路中往往很难获取道路内部结构的真实状态。而目前，在道路研究中通常采用的方法是通过fwd(即落锤式弯沉仪)来测量道路表面的弯沉数据，再利用模量反算模型计算道路各层的模量，从而获知道路内部结构的力学特征。这种方法的主要问题在于：(1)各种模量反算模型都是基于某一力学假设条件下的简化模型，对于道路这种双重耦合非线性(材料非线性+结构非线性)响应的多层结构而言，不同模型在相同参数条件以及同一模型在不同参数条件下计算的结果偏差较大，很难判断其计算结果的真实性；(2)反算模型通常只能计算3-4层的路面结构，并且计算量较大，当路面层数较多时通常无法计算或计算结果远超出正常值。

近年来，随着传感器及电子信息技术的发展，人们为了解决这一瓶颈问题开始采用在道路内部埋设应力、应变传感器来测量道路内部结构的力学响应，从而通过真实的响应数据来对之前的各种道路力学模型、反算方法以及原理假设等进行验证。然而，由于应力、应变具有数据量大、信息比低，噪声大的特点，导致其很难有效的获取其响应信息。

为此，本发明提出一种采用4点fwd检测获取道路内部各结构层应力、应变响应数据特征值的方法，能够实现对数据的高效处理，并且所得到的结果能够有效的应用于道路结构力学响应模型的设计及验证，为道路结构的相关研究提供全新的数据支持。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过fwd检测获取道路内部各结构层应力、应变响应信息的系统及方法，所获得的应力、应变响应信息能够有效的为建立路面弯沉与道路内部力学状态、验证道路结构力学响应模型以及相关的道路结构力学研究提供科学的数据基础。

一种道路内部应力、应变动态响应信息获取方法，包括如下步骤：

(1)采集数据

将应力传感器、应变传感器布设于道路的各结构层，以落锤式弯沉仪于检测点作为力学加载，采集记录应力传感器、应变传感器的数据；

(2)数据处理

根据记录的每层应力、应变传感器的数据与响应时间对应，得到波形图，并通过波形响应时间将有效图形数据截取，并拼接，滤波，并将异常数据剔除，得到结果数据，

(3)计算结果显示

按步骤(2)处理的结果数据，顺序完成响应基线计算、响应持续时间计算、响应峰值记录、峰值间隔记录及峰值数量记录；