[发明专利]一种砾石土料大循环掺配过程监控分析方法

说明书

本发明公开了一种砾石土料大循环掺配过程监控分析方法，包括了掺配过程数据采集、掺配过程数据分析、掺配质量反馈控制三部分；所述掺配过程数据分析包括大循环掺配过程逻辑判断、自动采集数据的实时分析、实时掺配过程的可视化表达。本发明基于目前日益发展的数字化监控手段和数据分析技术，针对砾石土料料场内掺配机械的大循环掺配施工工艺，提供一种砾石土料大循环掺配过程监控分析方法，对掺配施工过程进行数字化实时监控与分析，以求保证现场大循环掺配施工过程符合填筑技术要求，从而加强大坝安全建设的过程控制。

技术领域

本发明涉及大型水电工程掺配施工质量实时监控分析技术，特别涉及一种砾石土料大循环掺配施工工艺下的掺配过程监控分析方法。

背景技术

由于心墙堆石坝具有便于就近取材、造价低、适应复杂地形、抗震性能好等优点，目前得以广泛应用。近些年，我国已建和将建一批200m甚至300m级高土石坝。砾石土料因其具有压实性能好、抗剪强度高、填筑密度大、存储量丰富等优点，被广泛用作高土石坝心墙区防渗材料，如国外的罗贡(塔吉克斯坦，335m)、努列克(塔吉克斯坦，300m)等坝，国内的两河口(295m)、双江口(314m)、如美(315m)、长河坝(240m)、糯扎渡(263m)、瀑布沟(186m)等。

随着大坝高度的不断增高，坝体材料将受到高应力、高渗透压力等复杂赋存环境作用，大坝心墙区的砾石土料需要在承载能力、防渗性能、抗剪切性能等诸多方法满足要求，对大坝结构稳定与防渗安全起着至关重要的作用。依据相关试验要求和土工试验规程，工程现场对于掺砾土料料源的控制要求主要体现在颗粒级配、含水率等方面，如两河口水电站砾石土料要求P₅含量(砾石粒径5mm颗粒含量)需严格控制在30％-50％范围内，含水率严格控制在W_op-1.5％≤W≤W_op+2.5％(W_op为最优含水率)以内。当天然砾石土料无法满足要求时，需要通过掺配机械将砾石料与土料按照一定的比例掺配改性，以满足填筑技术要求。

砾石土料的掺配主要通过掺配机械进行，为了精确监控砾石土料掺配次数，减少人为因素干扰，研究人员发明了掺砾土料掺配过程信息自动采集装置(专利号：CN106774097A)，实现了砾石土料掺配过程信息的实时自动采集。该装置能够自动识别机械大臂和小臂的掺配动作，并通过无线传输模块将动作和位置信息实时传输到后方数据中心，通过计算和分析得到砾石土料的掺配次数。然而，该发明主要针对的是砾石土料原地掺配的施工工艺进行的监控。对于更加复杂的施工方案，如大循环掺配施工工艺，即通过大循环倒掺使砾石土料混合更加均匀且更易于施工，将需要开发新的计算方案。

目前国内外尚无用于心墙堆石坝砾石土料大循环掺配施工工艺下的施工过程监控分析方法，无法满足现场复杂掺配施工工艺监控需求。

发明内容

对于高心墙堆石坝，心墙砾石土料的掺配质量对大坝建设与长期运行安全尤为重要，为了减少人为监控带来的不可控性，并贴合目前不断精益的施工监控需求，本发明基于目前日益发展的数字化监控手段和数据分析技术，针对砾石土料料场内掺配机械的大循环掺配施工工艺，提供一种砾石土料大循环掺配过程监控分析方法，对掺配施工过程进行数字化实时监控与分析，以求保证现场大循环掺配施工过程符合填筑技术要求，从而加强大坝安全建设的过程控制。

本发明所采用的技术方案是：一种砾石土料大循环掺配过程监控分析方法，包括以下步骤：

步骤1，掺配过程数据采集：采用掺砾土料掺配过程信息自动采集装置采集掺配过程数据；

步骤2，掺配过程数据分析，包括：

步骤2-1，大循环掺配过程逻辑判断：对大循环掺配施工方法的逻辑规律进行总结；

步骤2-2，自动采集数据的实时分析：通过步骤1采集的掺配过程数据和步骤2-1总结的大循环掺配施工方法逻辑规律，分析获得铲料区域位置和抛料区域位置；