[实用新型]用于精确测量岩土材料回弹模量的装置有效

专利信息
申请号: 202020639110.3 申请日: 2020-04-24
公开(公告)号: CN212031201U 公开(公告)日: 2020-11-27
发明(设计)人: 王露婉;薛瑛琪;韩晓坤;何华阳;王梦婕;王蕊 申请(专利权)人: 交通运输部公路科学研究所
主分类号: G01N3/52 分类号: G01N3/52
代理公司: 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 代理人: 刘萍
地址: 100088*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 用于 精确 测量 岩土 材料 回弹 装置
【说明书】:

用于精确测量岩土材料回弹模量的装置,以龙门架作为支撑体,直线步进电机安装于龙门架横栏中央位置,驱动器与直线步进电机连接安装在横栏上,可编程逻辑控制器安装在龙门架一侧支撑件上,与驱动器、第一电磁铁、第二电磁铁连接。第一电磁铁用一条软性连接绳连接在直线步进电机臂的下端,第二电磁铁固定在落球式回弹模量测试仪的法兰把手上端,加速度传感器安装在法兰把手和球冠体的连接处;时差测量器安装于球冠体的底部。本装置简单易安装,应用到工作中的成本低;实现了机械自动化测量,测量精度较高,提高了工作效率。

技术领域

本实用新型属于路面施工过程中。

背景技术

回弹模量是指路基,路面及筑路材料在荷载作用下产生的应力与其相应的回弹应变的比值。路面设计中采用回弹模量作为土基抗压强度的指标。

土基状态是影响路面性能的重要因素,回弹模量则是判断土基状态的敏感参数之一,也是影响路面结构厚度的直接要素,当回弹模量过大时,会导致路面结构厚度偏小,回弹模量过小时,则厚度偏大。此外,土基顶面弯沉、土基顶面压应变和内部应力状态等等,这些参数都与土基回弹模量有着密切的关系,因此合理的评价和选用土基回弹模量显得尤为重要。

实际施工过程中,当遇到路基路面的一些特殊问题时,为了在保证施工质量的前提下减少返工、降低成本以及缩短工期,会对路面回弹模量进行测量。例如,路基交工验收时,对压实度与弯沉值都有要求,但有时压实度满足而弯沉不满足,如采取返工势必造成较大的浪费且延误工期,此时应测试回弹模量值,根据其测试结果而采取合理的方案。

随着近年来高速铁路、高速公路的迅猛发展,行业对路面施工工程的质量要求日益严格,对现场测试、施工过程控制等的需求也日益广泛。相较于承载板法、弯沉法、落锤弯沉仪法、挖沙灌沙法这些操作复杂又耗时耗力的质量检测方法,落球式回弹模量测试仪以其操作简便且能够快速高精度测试材料变形特性的优势脱颖而出,其基于赫兹冲击理论,能够大面积,全断面进行土基的施工质量监理,有效杜绝偷工减料等不正行为,保证施工质量,具有巨大的社会效益和经济效益,对保证重大工程的建设质量有非常重要的意义,越来越多的落球式回弹模量测试仪也被投入市场使用。

为了保证工程质量、规范市场环境,对土基材料进行回弹模量测量已成为工程质量监理过程中一道必不可少的程序。国内现有的落球式回弹模量测试仪测量方法是:在软件中输入球冠体和法兰把手的总质量、土基材料的泊松比以及下落高度,由软件直接计算土基材料的回弹模量,从而确定仪器的相对示值误差。然而测量的实际操作过程中,落球的抬升位置完全由人为操控,无法保证下落高度的准确性、自由落体的垂直角度以及多次操作的一致性,不仅影响试验结果的精确度,一定程度上也使得工作效率大打折扣。另一方面,在实际现场检测中,有时需要测试不同深度路基层的回弹模量来进一步评估施工质量,而现有的测试方法只能测试最表层单层路基的回弹模量。针对这些问题,本专利设计了用于精确测量岩土材料回弹模量的装置,核心功能是机械化自动抬升落球高度,既保证每次抬升高度的准确性,多次操作的一致性,又能保证落球垂直下落,无倾角。

目前对于落球式回弹模量测试仪的测量存在以下几方面的缺点:

1)落球体抬升高度不精准。因人工操作误差较大,不能保证每次都能将落球体抬升至规定的高度。

2)多次测量的一致性不可控。受人为因素影响,每次落球体抬升的高度、自由下落后与土基材料的接触位置都不能保证完全一致。

3)不能保证落球体自由落体时法兰把手沿竖直方向无倾角。人力抬升落球体,容易造成落球体以非零倾角下落,使得落球体内的传感器数值有所偏差,影响测量结果的准确度。

4)测量误差大。由于回弹时间较短,其相对误差较大,且用碰撞时间代替回弹时间一定程度上增加了测量误差,不利于土基施工工程质量的检测与提高。

5)人力劳动大。每次试验均需测量人员进行多次重复操作,占用人力物力。

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