[发明专利]一种基于动态传感器碎石颗粒的模拟测试系统及方法

权利要求书

1.一种基于动态传感器碎石颗粒的模拟测试系统，用以在铁路路基发生不均匀动力变形时观测散体颗粒的运动行为，其特征在于，该系统包括：

模型试验箱：为一矩形箱体，其内部填充比例碎石模型用以模拟路基，其上表面设有铁轨；

高频加载装置：包括测试台、设置在测试台上的框架以及设置在框架上且与铁轨接触的激振器，用以模拟高铁列车在行驶过程中的产生的动载施加给路基模型；

碎石颗粒采集装置：包括供电电源以及分别与供电电源连接的数据采集器和多个内置动态传感器的碎石颗粒，所述的多个内置动态传感器的碎石颗粒混入到比例碎石模型中，且分别与数据采集器通信，所述的数据采集器安装在模型试验箱上；

工作站：分别与激振器和数据采集器通信，用以控制激振器的加载幅值和频率以及获取动态传感器的数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态传感器碎石颗粒的模拟测试系统，其特征在于，所述的动态传感器包括MEMS陀螺仪传感器和MEMS加速度传感器用以获取碎石颗粒的三相振动状态和三相转动状态数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于动态传感器碎石颗粒的模拟测试系统，其特征在于，所述的碎石颗粒粒径范围为35-45mm，并且按照长宽比分为三个区间：1到2之间、2到3之间和大于3。

4.根据权利要求3所述的一种基于动态传感器碎石颗粒的模拟测试系统，其特征在于，所述的每个区间的碎石颗粒数量比例为1:1:1。

5.根据权利要求1所述的一种基于动态传感器碎石颗粒的模拟测试系统，其特征在于，所述的多个内置动态传感器的碎石颗粒采用链式连接方式。

6.一种如权利要求1-5任一项多数的基于动态传感器碎石颗粒的模拟测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定碎石颗粒布设方案；

2)将内置动态传感器的碎石颗粒与数据采集器进行通道连接，数据采集器再同供电电源连接；

3)制作比例碎石模型，并将内置动态传感器的碎石颗粒埋设于碎石模型中；

4)开启高频加载装置对比例碎石模型施加载荷，同时开启数据采集器获取各动态传感器监测的实时数据并进行储存；

5)将数据采集器获取的数据导入工作站，对碎石颗粒的三相运动数据进行分析处理。

7.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述的碎石颗粒布设方案具体为：

在模型试验箱内部布置三层内置动态传感器的碎石颗粒，分别位于道砟与路基表层交界处、基床底层与路堤交界处、路堤与地基土交界处，且每层布设形式一致。