[发明专利]一种面向智能碾压的面板堆石坝压实质量无损检测方法

说明书

本发明提供了一种面向智能碾压的面板堆石坝压实质量无损检测方法，包括探地雷达系统以及加速度传感器系统；所述探地雷达系统接收的雷达反射波在材料介质中旅行时,旅行时间与材料介质的介电常数ε_r，由关系式确定；C是雷达反射波即电磁波在真空中的行进速度，h是材料介质层厚度，当仓面碾压后，h确定，t为旅行时间；根据介电常数和孔隙率的对应关系，得到孔隙率；所述加速度传感器系统感应碾压机的碾轮的垂直方向上振动的加速度值，得出压实度，综合孔隙率与压实度得出综合施工质量。应用本技术方案可实现为面板堆石坝压实质量控制提供新的、更精确的实时监测指标，从而有效地提高施工质量控制水平。

技术领域

本发明涉及面板堆石坝质量检测领域，具体是指一种面向智能碾压的面板堆石坝压实质量无损检测方法。

背景技术

面板堆石坝为采用堆石体作为支承结构、且在其上游表面浇筑混凝土面板作为防渗结构的一种坝型，压实质量是面板堆石坝施工质量控制的关键指标之一，因此在施工过程中必须对压实质量进行检测和评价。由于面板堆石坝采用分层堆石、分层碾压进行施工碾压工作，因此摊铺碾压厚度较深、土石料中块石粒径较大、施工速度快；同时碾压所用的土石料是粒径大小不均的块石及碎石，所以工程现场广泛采用试坑实验检测方法来检测面板堆石坝的碾压密度。该方法存在容易造成工作面损伤、占用施工面时间长影响现场施工、检测效率低下、检测成本高以及有限个测点无法全仓面评价压实质量等问题；同时国内外目前开展的采用加速度计进行压实质量分析研究工作中，如CV等压实连续检测指标与坝料压实质量(密度、压实度或孔隙率)之间的关系存在相当的误差，单纯用连续检测指标控制事后压实质量也同样会存在偏差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种面向智能碾压的面板堆石坝压实质量无损检测方法，为面板堆石坝压实质量控制提供新的、更精确的实时监测指标，从而有效地提高施工质量控制水平。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种面向智能碾压的面板堆石坝压实质量无损检测方法，包括探地雷达系统以及加速度传感器系统；

所述探地雷达系统接收的雷达反射波在材料介质中旅行时,旅行时间与材料介质的介电常数ε_r，由关系式确定；C是雷达反射波即电磁波在真空中的行进速度，h是材料介质层厚度，当仓面碾压后，h确定，t为旅行时间；通过开展大量的室内压实试验和现场检测试验,得到坝料的介电常数与孔隙率的对应关系，P为孔隙率；根据介电常数和孔隙率的对应公式，得到孔隙率；；

所述加速度传感器系统感应碾压机的碾轮的垂直方向上振动的加速度值，时间序列以1s为时间窗，通过傅里叶变换算法得到加速度信号的频谱，由二阶幅值与基幅之比乘以一个固定值500作为CV值；计算公式如下：

CV＝a×A₄/A₂ (1)

其中CV值为压实度，a为500，A₂为加速度信号频谱分析得到的二次谐波频率对应的幅值，A₄为二次谐波频率对应的幅值；

计算施工质量综合评价指标值：

Q＝α·P'+β·(1-q')×2.48 (2)

其中，P'和q'分别CV值和孔隙率指标值，Q为压实质量综合指标值，α和β分别为P'和q'的权重，根据专家经验打分情况，设置权重大小为0.4和0.6，当P'≥2.1以及q'≤15％则孔隙率和压实质量合格，Q≥2.1则综合施工质量合格。