[发明专利]一种基于贝雷法的砂石骨料级配优化方法

权利要求书

1.一种基于贝雷法的砂石骨料级配优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对待优化的骨料分别采用不同尺寸筛孔的标准筛进行筛分，得到骨料级配；

步骤2、从逆向求解的角度出发考虑级配求解，假设步骤1得到的级配为最优级配，采用特征参数粗骨料比CA和细骨料比FAC、FAF评价贝雷级配法的优良；

步骤3、将特征参数范围以中值为界限，分为粗骨料范围和细骨料范围；

步骤4、构建求解方程；

步骤5、利用求解方程对步骤3得到的粗骨料范围和细骨料范围内的骨料进行多次求解，大步幅取0.5，小步幅取0.1，得到合成级配随特征参数取值的变化情况，并确定特征参数范围及对应的骨料最优级配范围；

步骤6、继续对步骤5得到的特征参数范围进行循环求解，得到各特征参数在最优级配下的取值，并存入骨料级配数据库供后续调用。

2.根据权利要求1所述的一种基于贝雷法的砂石骨料级配优化方法，其特征在于，步骤1中，按照下式计算不同粒径范围骨料的质量百分率：

式一：其中，m_i为存留在某号筛i上的骨料质量，m为混合骨料风干的总质量；i按粒径递增的方式顺序编号；

式二：A_i＝a₁+a₂+...+a_i，其中，a₁、a₂、...、a_i为各筛的分级筛余百分率；

式三：p_i＝100-A_i，其中，A_i为各号筛累计筛余百分率；p_i为第i级分级骨料的分级筛余比例。

3.根据权利要求1所述的一种基于贝雷法的砂石骨料级配优化方法，其特征在于，步骤2中，采用贝雷级配法对骨料颗粒粒径采用动态划分，以控制粒径来约束骨料的粒径大小变化，具体尺寸如下所示：

d_k＝0.22×d_n；

d₁＝0.22×d_k；

d₂＝0.22×d₁；

其中，d_k为骨料的控制粒径尺寸，mm；d₁为细骨料的第一分界尺寸，mm；d₂为细骨料的第二分界尺寸；

各特征参数的计算公式如下：

其中，CA为粗骨料比；D为骨料最大粒径，mm；FAC、FAF为细骨料比；P_d1、P_dk、P_d2均为与之筛分尺寸相对应的混合骨料在筛i上的通过百分率。

4.根据权利要求1所述的一种基于贝雷法的砂石骨料级配优化方法，其特征在于，步骤3中，根据最优级配的特点，对各特征参数进行如下数学建模：

设骨料在某筛孔的通过百分率为p_j(i)、骨料在混合骨料中的质量百分率为x_j(i)，混合骨料在筛孔i上的通过百分率为p_m(i)，则有下式成立：

j取1，2，...，n；

其中，i为筛孔尺寸编号，j表示第j种骨料种类；

假设骨料级配满足最优多级嵌挤级配要求，则最优级配特征参数CA、FAC、FAF在工程经验数值范围之间，如下所示：

将上式中CA、FAC、FAF改写成x_j(i)的矩阵不等式：

5.根据权利要求1所述的一种基于贝雷法的砂石骨料级配优化方法，其特征在于，步骤4包括：

步骤41、补充条件函数，使骨料在混合料中的质量百分率尽可能接近规范级配中值；

步骤42、求解最优的骨料在混合料中的质量百分率、混合骨料在某筛孔的通过百分率及对应的特征参数取值；

步骤43、若步骤42计算得到的特征参数处于贝雷级配参数推荐范围内，则与假设结果相符，假设有效。