[发明专利]高铁路基变形自适应控制系统及方法

说明书

本发明公开了高铁路基变形自适应控制系统及方法，该系统包括：若干基底位移传感器、扩孔器、液体存储罐及控制器，所述基底位移传感器及所述扩孔器埋设于路基下方，所述扩孔器由若干相邻且相互独立的腔室组成，所述腔室两端分别设有液体输入管与液体输出管，与所述液体存储罐相连形成回路，所述腔室与所述液体输入管之间设有输入阀门，所述腔室与所述液体输出管之间设有输出阀门，所述控制器根据所述基底位移传感器的位移值控制所述输入阀门及所述输出阀门。实现了对高铁路基变形的监测，有效地调节高铁路基的差异沉降，并自适应地对基底差异沉降进行调整，进而提高高铁路基的平顺性和稳定性。

技术领域

本发明涉及铁道工程技术领域，特别涉及一种高铁路基变形自适应控制系统及方法

背景技术

相较于普通铁路，高速铁路在路基变形控制方面的要求和标准更高。当高铁路基需要穿越软岩或软弱地基时，由于地基岩土体较为软弱，容易在高铁运营期间产生较大的变形或差异沉降。当高铁路基位于季节性冻土区或至少雨水充沛地区时，由于连续的冻胀、融沉、或者多次干湿循环作用下，高铁基底极易产生大变形或较大的差异沉降，这严重影响了高铁行车安全。为保证高铁路基的使用安全，需要严格地控制其沉降和，保证高铁路基的平顺性，从而确保高铁运营期间的安全稳定。现有的已建成路基差异沉降或大变形处置一般都采用注浆或者挖除重建等技术，这些处置方法不仅费时费力，更难以在较长的服役期限内保证高铁路基的长期稳定。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种高铁路基变形自适应控制系统及方法，旨在解决现有技术无法实时调节路基变形的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种高铁路基变形自适应控制系统，包括：若干基底位移传感器、扩孔器、液体存储罐及控制器，所述基底位移传感器及所述扩孔器埋设于路基下方，且所述基底位移传感器设置于所述扩孔器上方，所述扩孔器由若干相邻且相互独立的腔室组成，所述腔室两端分别连通有液体输入管和液体输出管，与所述液体存储罐相连形成回路，所述腔室与所述液体输入管之间设有输入阀门，所述腔室与所述液体输出管之间设有输出阀门，所述控制器根据所述基底位移传感器的位移值控制所述输入阀门及所述输出阀门。

进一步地，所述腔室为弹性膜腔体，所述腔室外壁设有若干刚性条。

进一步地，所述腔室外壁设有位移传感器，所述腔室内壁设有压力传感器。

进一步地，所述腔室为管状结构，所述刚性条横向设置于所述腔室外壁，所述刚性条两两之间间距相同。

进一步地，所述扩孔器沿所述路基走向延伸，且平行埋设于所述路基下方预设深度，所述基底位移传感器设于相邻两个所述腔室之间。

本发明还提出一种高铁路基变形自适应控制方法，所述方法包括：

实时获取基底位移传感器采集的基底位移值，并根据所述基底位移值计算沉降值；

当所述沉降值超出预设差异沉降，则根据所述预设差异沉降，确定扩孔器中目标腔室的目标调控值；

根据所述目标调控值，通过神经网络输出所述目标腔室的目标压力值或目标腔室位移值；

通过控制所述目标腔室对应的输入阀门或输出阀门，对所述目标腔室分别进行调整，使所述目标腔室经调整后，达到所述目标调控值。

进一步地，所述通过控制所述目标腔室对应的输入阀门或输出阀门，对所述目标腔室分别进行调整，使所述目标腔室经调整后，达到所述目标调控值的步骤之后，包括：

当达到所述目标调控值时，继续实时获取所述基底位移传感器采集的所述基底位移值，并根据所述基底移值计算沉降值。

进一步地，所述通过控制所述目标腔室对应的输入阀门或输出阀门，对所述目标腔室分别进行调整，使所述目标腔室经调整后，达到所述目标调控值的步骤，包括：