申请/专利权人：天津大学

申请日：2020-02-29

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN111444560B

主分类号：G06F30/13

分类号：G06F30/13;G06F30/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2020.08.18#实质审查的生效;2020.07.24#公开

摘要：本发明属于高填方工程施工质量控制领域，为实现不同下垫面或边界约束条件下对填方压实质量的全面、实时评价，本发明，考虑下垫面影响的高填方压实质量实时评价方法，首先利用压实过程实时监控装置采集下层和上层的碾压参数，同时，利用PDA采集上层的现场试坑试验结果，包括反映料性的含水率w、级配P和压实质量参数压实度D或干密度ρ或孔隙率e；然后，建立压实质量与碾压参数、料性参数和下垫面的回归模型，即考虑下垫面影响的填方压实质量评价模型；最后，基于所述模型，利用实时采集的碾压参数、碾轮加速度信号和料性参数，计算施工仓面上对应位置的压实质量。本发明主要应用于高填方工程施工质量控制场合。

主权项：1.一种考虑下垫面影响的高填方压实质量实时评价方法，其特征是，首先利用压实过程实时监控装置采集下层和上层的碾压参数，包括行进速度v、压实厚度h、激振力输出状态J、碾压遍数n；利用压实效果实时监测装置分别采集上层和下层的碾轮加速度信号并根据降噪后加速度信号计算压实监测指标C，其中： 式中，A1为加速度信号经快速傅里叶变换后的谐波分量幅值，A2是基频幅值，Ai是i2倍基频对应的幅值，i＝3,4,5,6；同时，利用PDA采集上层的现场试坑试验结果，包括反映料性的含水率w、级配P和压实质量参数：压实度D或干密度ρ或孔隙率e；然后，建立压实质量与碾压参数、料性参数和下垫面的回归模型，即考虑下垫面影响的填方压实质量评价模型；最后，基于所述模型，利用实时采集的碾压参数、碾轮加速度信号和料性参数，计算施工仓面上对应位置的压实质量，进一步通过空间插值方法得到仓面任意位置的压实质量，并根据压实质量控制标准分析质量不达标区域，及时反馈，控制施工质量；具体步骤如下：1数据采集与信号去噪1对下层填料进行碾压，利用碾压遍数、碾压过程实时监控装置，实时采集下层碾压参数及其相应的坐标，并将数据发送并储存值远程数据库服务器，碾压参数包括下层行进速度v下、下层压实厚度h下、下层激振力输出状态J下和下层碾压遍数n下；2利用安装在碾压机上的压实效果实时监测装置，实时采集碾轮的加速度信号，并由压实效果实时监测装置中的卫星定位装置实时定位获取对应的坐标，并将时间、坐标与对应的加速度信号发送至远程数据库服务器中；3为了减小噪声对压实指标计算的影响，选用小波阈值法对每个时间段采样得到的加速度信号进行去噪，选择小波、并对信号进行多尺度小波变换，采用启发式阈值计算方法计算阈值并进行软阈值处理，得到降噪后的加速度信号，对去噪后的信号进行快速傅里叶变换FFTFastFourierTransformation，计算下层对应碾压位置点的压实指标C下；4对上层填料进行碾压，并根据步骤1、2、3，得到上层碾压参数：上层行进速度v上、上层压实厚度h上、上层激振力输出状态J上、上层碾压遍数n上、上层压实指标C上及其对应的坐标；5利用个人数字终端PDAPersonDigitalAssistant设备采集上层的试坑点位置及室内试验的结果，并将数据存储发送至远程数据库服务器，包括试坑点坐标、含水率w上、级配P上和压实质量参数：压实度D或干密度ρ或孔隙率e；2考虑下垫面影响的压实质量实时评价模型建立6从远程数据库中获取上述步骤中采集的数据，根据上层试坑点的坐标确定上层每个试坑位置对应的碾压参数v上、h上、J上、n上，料性参数w上、P上，上层压实指标C上和上层压实质量参数：压实度D或干密度ρ或孔隙率e，以及其对应位置下层最后一遍碾压下的压实指标C下；7利用步骤6得到的试坑位置的压实质量、碾压参数、料性参数和压实指标，分析压实质量与各碾压参数、料性参数和压实指标的相关性，确定回归模型的变量；8根据确定的上述变量，建立其与压实质量的回归关系，即为考虑下垫面影响的压实质量评价模型，以干密度作为压实质量的表征指标，表达式如下：ρ＝FC上,C下,w上,P上,J上,h上,v上,n上式中，F·是回归函数，通过回归分析法确定；3当前碾压层压实质量实时评价9确定当前施工上层仓面开始碾压，利用所述步骤1、2、3，实时采集碾压参数v上、h上、J上、n上及其坐标、碾轮的加速度信号及其坐标并计算压实指标C上；10采集上层料性参数w上、P上及其坐标，如现场具备试坑试验条件则参照步骤5进行采集，若不具备，则利用具有GPRS功能的PDA设备采集料场料源试验的含水率w上和级配P上，并通过GPRS网络传送至远程数据库；11将当前施工上层仓面以足够精度进行网格化，根据步骤9、10中实时采集的数据，确定仓面上每个网格处的碾压参数v上、h上、J上、n上、料性参数w上、P上和压实指标值C上；12参照步骤11对下层仓面进行网格化，使其每个网格的坐标与上层仓面一一对应，并通过从远程数据库中获得的数据，确定下层仓面每个网格处最后一遍碾压下的压实指标值C下；13利用步骤11中得到的上层网格点处的压实指标C上、碾压参数v上、h上、J上、n上，料性参数w上、P上和步骤12中得到的下层网格点压实指标C下，代入步骤8中的回归模型F·，确定上层仓面每个网格点的压实质量；14采用空间插值方法，对各网格计算得到的压实质量散点进行插值，绘制压实质量云图，并将结果发送储存于远程数据库服务器；15根据预先设定的压实控制标准，分析上层仓面任意位置处压实质量合格与否，绘制合格或不合格区域，计算仓面压实质量的合格率，此结果及时反馈给现场，用以指导对压实质量不合格区域采取相应补救措施。

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