[发明专利]一种快速实时评价土石料填筑压实质量的无损方法及其评价装置

权利要求书

1.一种快速实时评价土石料填筑压实质量的无损方法，其特征在于，包括以下步骤:第一步、在任一型号的振动碾通过振动轮碾压待测土石料过程中，根据振动碾相关参数计算振动碾传递到被辗压待测土石料的连续压力F；第二步、通过拾振传感器计算振动轮的位移                                                ，所述振动轮的位移的方向与振动轮和待测土石料接触中心的法线方向相同，根据第一步中得出的连续压力F和振动轮的位移计算一个振动周期内振动轮传递到被辗压待测土石料的连续压实能量；第三步、建立压实质量评价指标的等效评判准则：预设作为评价压实指标的压实指标阈值；为满足规定密实度要求的土石料与该相同型号的振动碾对应的压实能量；评判时：当待测土石料的连续压实能量稳定且小于等于压实指标阈值时，则说明待测土石料的碾压层已经密实，满足规定的密实度要求，停止振动碾压。

2.根据权利要求1所述快速实时评价土石料填筑压实质量的无损方法，其特征在于：在第一步中，在振动辗压过程中，振动辗传递到被压实土石料的连续压力为：，式中为振动轮的质量；为振动轮的加速度；为振动轮内部偏心块的质量；为偏心块的偏心距；为偏心块转动的角频率；代表振动辗激振力的大小；为振动辗除振动轮外部框架的重量；为重力加速度。

3.根据权利要求1所述快速实时评价土石料填筑压实质量的无损方法，其特征在于：在第二步中的计算方法为，由于连续压力和振动轮的位移Z之间的关系近似为椭圆曲线，则以该椭圆的圆心作为原点，以振动轮的位移作为轴，以连续压力作为轴建立直角坐标系，则与所围成的面积为振动辗传给被压实土石料的有效压实能量，令，式中：A为坐标为()的点， 、 分别为A点、B点到原点O的线段长度，且 与相垂直；根据B的切线斜率和 的斜率一致，可得到B的横坐标满足，则根据相似三角形的相似特性，一个振动周期内振动辗传给碾压层连续能量可以表示为：。

4.根据权利要求1所述快速实时评价土石料填筑压实质量的无损方法，其特征在于：所述压实指标阈值和振动辗的选型方法为：第一步、通过选取某一型号的振动碾碾压土石料，且实时监测计算振动辗有效连续压实能量值；第二步、通过检测该压实的土石料粗粒料的相对密度，细土料的压实度，判断其是否达到满足规定的密实度要求；第三步、振动辗的选型，若满足规定的密实度要求，则该值为该型号的振动碾碾的压实指标阈值；若该被碾压土石料无法满足密实程度要求，说明振动辗的压实功能对于该土石料而言偏小，需选用更大的压实功能的振动辗或者调整振动辗的振动压实参数（振动频率和振幅），再通过上述第一、第二步确定振动辗的压实指标阈值。

5.一种基于权利要求1所述的快速实时评价土石料填筑压实质量的无损方法的评价装置，其特征在于：包括振动碾、拾振传感器、计算机人机对话平台、连续压实能量计算单元、压实指标阈值确定单元以及评判单元；所述振动碾用于振动碾压土石料；所述拾振传感器用于测量计算振动碾的振动轮的位移Z；所述计算机人机对话平台用于输入振动碾的压实参数，并将该参数传送给连续压实能量计算单元以及压实指标阈值确定单元，同时用于显示评判单元输送的信息；所述连续压实能量计算单元用于根据振动辗参数以及振动轮的位移Z计算连续压实能量值，并传送给评判单元；所述压实指标阈值确定单元用于根据满足规定密实度要求的土石料以及振动辗参数计算出其压实能量，并将该压实能量作为评价压实指标的压实指标阈值，并将该压实指标阈值传送给评判单元；所述评判单元用于根据和值进行评判，当小于等于时，所述评判单元向计算机人机对话平台输送碾压层已经密实，停止振动碾压信息。