[发明专利]对土体压实度进行监测的方法和设备

说明书

发明背景

本发明涉及采用压实设备对土体压实度进行监测的技术，该压实设备对土体表面进行周期性冲击。

按照本发明的一个应用，本发明可用于通过冲击压实装置对土体压实度进行监测。最初在美国专利US2909106中所采用的术语“冲击压实装置”指的是一种土体压实设备，该设备包括非圆形的压实体，该压实体在被牵引或以其它方式驱动而越过土体表面上时对该表面进行多次冲击。冲击压实装置中的压实体包括多个侧面，该侧面在其外缘形成多个间隔开的凸点，每个凸点后面为压实面。当牵引或驱动所述冲击压辊越过土体表面上时，此冲击辊在每个凸点处立起，之后当冲击辊经过该凸点时，它向前和向下倾倒，其结果是，后面的压实面对土体表面施加冲击。因此，压实体的作用是在它在每个凸点上立起时存储势能，之后将该能量作为一个冲击释放。

在美国专利4422795中描述了一种改进，其中双压实辊或压实体连接在一个公共的支架上。如在美国专利2909106中所述的，各个压实体是可旋转的并且具有多个侧面，以便在压实体滚过土体表面上时将周期性的冲击施加在土体表面上。

已经发现，上面所述的冲击压实设备实际上可很好地进行工作，即使在土体表面下面很深的深度，也能获得较高的土体压实度。但是，在对场地进行压实的过程中会遇到下述问题，即：由于土体的不均匀性和整个场地的其它条件将导致整个场地的压实度不均匀。

发明概述

本发明的一个方面在于提供了一种通过冲击压实装置对进行压实的土体表面的压实度进行监测的方法，所述冲击压实装置包括至少一个可旋转的、具有多个侧面的压实体，当该压实体滚过该土体表面时对该表面进行周期性冲击，其中，在对土体表面压实的过程中，根据压实体冲击土体表面时的减速度，可推算与土体表面的压实度有关的数据。

所述方法优选地包括下述的步骤：通过设置于冲击压实装置上的至少一个加速度计对压实体的减速度进行监测，所述加速度计的安装位置使其承受相应于压实体运动的运动。

同样，所述方法优选地包括下述步骤：当压实体滚过土体表面时，以可视方式显示与土体表面压实度有关的信息。例如，可向冲击压实装置的操作人员显示该信息。另一种方式或附加方式，可在远离冲击压实装置的地方显示该信息。

在本发明的优选实施例中，与土体表面压实度有关的数据自动地与和冲击压实装置地理位置有关的数据相关联，而后一数据一般是通过全球定位系统获得的。采用所述结构，可以在压实过程中使现场工程师获得全部的信息，该信息显示整个压实场地的土体表面的压实状态。采用改进的方法还可对场地进行准确的压实，在该方法中，采用可看到的显示以便向冲击压实装置的操作人员显示冲击压实装置是否按照预定的基准在压实现场运动。根据所述的显示情况，在压实过程中，操作人员不断改变冲击压实装置的路线以便符合预定的基准，该基准一般为覆盖场地的预先编制为程序的网格模式。

可将与土体表面压实度有关的数据连续地记录于数据记录器中，以便在对土体表面压实之后，记录器载下该信息。

本发明的另一方面在于提供一种土体压实设备，它包括：

一个冲击压实装置，它包括至少一个可旋转的、具有多个侧面的压实体，该压实体的形状使其在土体表面上滚动时对土体表面施加周期性冲击；

使所述压实体在土体表面上滚动的装置；

当压实体对土体表面施加冲击时对该压实体的减速度进行监测的装置；以及

在土体压实过程中进行操作的装置，该装置根据压实体施加冲击时的减速度推算出与土体表面压实度有关的数据。

在优选的设备中，至少一个加速度计安装在冲击压实装置上，以用于对压实体相对土体表面进行冲击时的减速度进行监测。该加速度计或每个加速度计一般安装在与压实体相连接的轴上。

所述压实体包括多个间隔开的外缘凸点，并在凸点之间在压实体外缘上具有相应数量的压实面，所述压实体为这样的结构，即：当压实体滚过土体表面时，所述压实体按照交替方式在凸点处立起，之后向下倾倒以便下一个紧接着的压实面对土体表面进行冲击，每个压实体的压实面均设置有加速度计。为了准确起见，所述加速度计的定位使其对与相应压实面垂直方向的压实体减速度作出敏感反应。

该设备包括电子处理器，该处理器对信号进行处理，并且根据这些信号值推算出与土体表面压实度有关的数据，所述信号是从所述或每个加速度计获得的并且与压实体对土体表面进行冲击时的减速度有关。该设备优选地还包括向冲击压实装置的操作人员和/或在远离冲击压实装置的地方显示与土体表面压实度有关的信息的装置。