[发明专利]高速液压夯实机智能测量分析系统

权利要求书

1.高速液压夯实机智能测量分析系统，高速液压夯实机(1)和辅助设备(6)为现有设备技术，其特征在于：包括改造的高速液压夯实机和测量系统；

所述改造的高速液压夯实机包括高速液压夯实机(1)，还包括浮动连接架(2)，设置于高速液压夯实机(1)的腰部；通过浮动连接架(2)，高速液压夯实机(1)与辅助设备(6)连接；辅助设备(6)包括液压杆(61)，用于为高速液压夯实机(1)和浮动连接架(2)提供移动能力和液压动力；

所述测量系统包括拉绳传感器(3)、角度传感器(4)、设计最终夯沉量估算系统、压实度实时估算系统、上位机(5)；通过在改造的高速液压夯实机上安装拉绳传感器(3)、角度传感器(4)、上位机(5)，实现地基土的设计最终夯沉量估算和压实度实时估算；其特征在于：

高速液压夯实机上部机构设置有顶帽(11)；

所述浮动连接架(2)包括卡环(23)、浮动框架(21)、液压装置(22)；

所述卡环(23)用于与外部的辅助设备(6)连接，用于从辅助设备(6)获得移动能力和液压动力；

所述浮动框架(21)为框架结构，高速液压夯实机(1)置于该框架结构内；浮动框架(21)横向截面尺寸大于高速液压夯实机的(1)外部尺寸，且小于高速液压夯实机的夯锤脚(12)上部尺寸，使得高速液压夯实机(1)在浮动连接架(2)内上下移动，且不超过夯锤脚(12)上标高；

所述液压装置(22)从外部的辅助设备获得液压动力，包括顶杆(221)；所述顶杆(221)顶端为球形，顶杆(221)通过液压动力上升到一定高度后与所述顶帽(11)底部凹型结构接触，从而在工作点夯实结束后将高速液压夯实机完成上拔；

所述卡环(23)固接安装在浮动框架(21)上；所述卡环(23)包括上卡环(231)、下卡环(232)，两个卡环中间均设有孔洞，通过孔洞与辅助设备(6)的液压杆(61)连接；辅助设备(6)为液压杆(61)提供液压动力，通过调节液压杆(61)长度来控制浮动连接架(2)的垂直状态，并且辅助设备(6)通过液压杆(61)为浮动连接架(2)提供竖向支撑力；

整个施工过程中，由于高速液压夯实机(1)脱离辅助设备的直接连接，高速液压夯实机可以在浮动连接架(2)内上下移动，保持垂直状态，而浮动连接架(2)位置保持不变；

所述顶帽(11)呈直角三角形，为钢结构，三角形中的一直角面固接在高速液压夯实机(1)上部，顶帽(11)底部中心处呈凹型，为液压装置(22)通过顶杆(221)对高速液压夯实机(1)施加向上举升的受力点。

2.根据权利要求1所述的高速液压夯实机智能测量分析系统，其特征在于：

所述测量系统中的拉绳传感器(3)、角度传感器(4)均与上位机(5)连接，两个传感器测量的实时数据传输至上位机(5)；所述上位机(5)安装于辅助设备(6)的驾驶室内；所述拉绳传感器(3)安装于液压装置(22)上；所述拉绳传感器(3)测量得到高速液压夯实机(1)单次夯击的夯沉量S_dc；通过累计计算单次夯击的夯沉量S_dc，即可得到夯击过程某一时刻的实时高速液压夯实机夯沉量S_sh；

所述角度传感器(4)安装于高速液压夯实机(1)顶部；角度传感器(4)测量高速液压夯实机偏移纵向中心线的倾斜角度，倾斜角度在上位机(5)显示；操作人员通过辅助设备(6)调整浮动连接架(2)位置状态，进而调整高速液压夯实机(1)垂直状态，使得倾斜角度小于5度。

3.根据权利要求1所述的高速液压夯实机智能测量分析系统，其特征在于：

所述设计最终夯沉量估算系统安装于上位机(5)上，通过在上位机(5)上输入施工或设计参数，经上位机(5)计算得到最终理论沉降量S_li,计算公式如下：

式中，h为有效加固深度，c为土体影响系数，d为能量损失系数，P₁为有效加固深度内土体初始平均密度，M为设计压实度，W₁为有效加固深度内土体初始平均含水率，P为有效加固深度内土体平均最大干密度；

在上位机(5)上，通过比较S_sh和S_li，根据设定程序自动判断高速夯实机是否继续夯击。

4.根据权利要求1所述的高速液压夯实机智能测量分析系统，其特征在于：

所述设计压实度实时估算系统安装于上位机(5)上，通过在上位机(5)上输入施工或设计参数，结合实时测量得到的实时高速液压夯实机夯沉量S_sh，经上位机(5)计算得到实时平均压实度Q；计算公式如下：

式中，h为有效加固深度，d为能量损失系数，P₁为有效加固深度内土体初始平均密度，W₁为有效加固深度内土体初始平均含水率，P为有效加固深度内土体平均最大干密度；

在上位机(5)上，通过比较Q和设计压实度M，压实度实时估算系统根据设定程序自动判断高速夯实机是否继续夯击。