一种测量盾构机出料体积的方法技术

本发明专利技术公开了一种测量盾构机出料体积的方法，其特征在于，通过测量盾构机出料运输皮带上物料各点位的高度和测量出料运输皮带的移动速度实时计算盾构机的出料体积，本发明专利技术客服了现有技术中称重法受出料含水量干扰而造成测量误差的缺陷，能够高精度的实时测算出盾构机出料的出料体积。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，其特征在于，通过测量盾构机出料运输皮带上物料各点位的高度和测量出料运输皮带的移动速度实时计算盾构机的出料体积，本专利技术客服了现有技术中称重法受出料含水量干扰而造成测量误差的缺陷，能够高精度的实时测算出盾构机出料的出料体积。【专利说明】
左发一种盾构机出料体积的测量方法，澄避羞遂！一种利用超声测距仪对出料的各处高度、出料运输皮带移动速度和超声波测距仪工作空间温度进行测量，经过计算最终达到实时测算出盾构机出料体积的方法。
技术介绍
盾构法广泛应用于城乡地下空间的开发利用过程中。盾构法施工中的出料体积关系到施工成本问题、施工期限问题、施工管理问题以及相关地表沉降计算问题。因此，盾构法施工出料体积的测量是盾构法实施过程中需要关注的重要因素。盾构施工对土体的扰动表现为盾构对土的挤压和松动、加载与卸载、孔隙水压上升与下降所引起土性的变异、地表隆起与下沉等，这些扰动导致盾构施工中实际处理的出料土体体积不等于设计方案中地下空间的体积。所以施工中实际处理的出料土体体积需要进行实际测量，现有的盾构施工出料体积测量方法是称重法，但是称重法在实施工程中会受到土体含水量的巨大干扰从而出现较大的偏差。由于盾构法施工出料的不规则性，体积没有现成的计算公式可以利用，因此，盾构法施工出料体积的实时检测没有成形的方法可用。本专利技术通过深入研究与大量现场测试，首次提出通过测量盾构机出料运输皮带上物料各处高度和出料运输皮带移动速度，经过计算最终实时给出出料的体积值。并且已经在施工现场进行了测试，测试结果表明本专利技术具有操作简单、适应性强、高可靠、无污染、易维护的优点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能够实时获得盾构机出料体积的方法。本专利技术实现测算出盾构机出料真实体积的方法，为工程施工和施工诱发的地表沉降灾害的预防提供准确的数据基础。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案: 一种实时测算盾构机出料体积的方法，它包括:测量盾构机出料皮带上物料的各点的高度hi;测量各点位之间距离Cli,测量盾构机出料运输皮带的移动速度V，使用计算公式计算在时刻Ti和L之间的时间段内盾构机的出料体积V。公式为^vij* (TrTi),式中η为共测量的物料上表面的测点数目。所述盾构机出料体积的测算方法，在测量出料皮带上物料上表面各点位高度之前，设置刮板对物料进行简单的整平和轻微的压实，从而达到所测各点位的高度数据稳定，便于发现测量粗差的目的，并且此道工序的作用还在于简单压实后的出料体积更加符合物料装入转运车辆内的体积，从而为施工统筹和费用估算提供高精度的决策数据。所述盾构机出料体积的测算方法，在测量出料皮带上物料上表面高度时可使用超声波测距仪进行测量，在刮板后安装一个支架，如图1所示的(I )，支架由两个竖直的支柱和一个横梁组成，横梁上安置多个超声波测距仪(2)，所有超声波测距仪发射超声波的方向为垂直向下，首先测出空载时测距仪对应的各点和超声波测距仪之间的距离Hitl，然后测量出料时运输皮带上物料的上表面各点位和超声波测距仪之间的距离Hi，经过大量测试发现，为了避免测量盲区的出现且多组超声波之间不会产生较大的干扰，设置超声波测距仪的发射口距离刮板最下端的垂直距离为eOcnTSOcm，相邻两个超声波测距仪中心点间距为lOcmlOcm，所有超声波测距仪所发射的超声波频率各不相同，测试发现用于土石类物料测量的超声波频率设置在40kHz~80kHz的区间内能够取得最好的反射和接收效果。超声波在空气中的传播速度与温度有关，所以在支架上安置温度测量装置进行超声波测距仪工作环境温度的实时测量，并根据修正模型对超声波在空气中的传播速度进行实时修正，模型为:vm=331.4+0.607\，其中v冑为超声波在空气中的传播速度，t为超声波测距仪工作环境的温度。进行运输皮带移动速度的测量时，在轴上安装一个有一个指针的测速齿盘如图2所示，通过测量单位时间内测速齿盘的旋转周数计算运输皮带的移动速度，公式为ν=η2π/Μ，其中V是皮带移动速度；r是带动皮带转动的轮轴半径；n是测速时间段内测速齿盘旋转的周数;M是测速时间。按照公式计算盾构机在时刻Tj和Ti时间内的出料体积，公式为:V=((H1-H10)^d1+ (H2-H20) *d2+...+ (Hn-Hn0) *dn)*v* (TrTi) ； Η=0.5* ￥声* Δ t ; vmj=0.5*(331.4+0.607\+331.4+0.607t」)；v=n2 π r/M。本专利技术提供了实时测量盾构机出料体积的方法，该方法客服了现有技术中称重法受出料含水量干扰而造成测量误差的缺陷，能够高精度的实时测算出盾构机出料的出料体积。【专利附图】【附图说明】图1构机出料测量方法中超声波测距仪与出料运输皮带的布局示意图。图2测量盾构机出料运输皮带测速齿盘示意图。图3刮板示意图。【具体实施方式】本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能够实时获得盾构机出料体积的方法。本专利技术实现测算出盾构机出料真实体积的方法，为工程施工和施工诱发的地表沉降灾害的预防提供准确的数据基础。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案: 一种实时测算盾构机出料体积的方法，它包括:测量盾构机出料皮带上物料的各点的高度hi;测量各点位之间距离Cli,测量盾构机出料运输皮带的移动速度V，使用计算公式计算在时刻Ti和L之间的时间段内盾构机的出料体积V。公式为^vij* (TrTi),式中η为共测量的物料上表面的测点数目。所述盾构机出料体积的测算方法，在测量出料皮带上物料上表面各点位高度之前，设置刮板对物料进行简单的整平和轻微的压实，从而达到所测各点位的高度数据稳定，便于发现测量粗差的目的，并且此道工序的作用还在于简单压实后的出料体积更加符合物料装入转运车辆内的体积，从而为施工统筹和费用估算提供高精度的决策数据。所述盾构机出料体积的测算方法，在测量出料皮带上物料上表面高度时可使用超声波测距仪进行测量，在刮板后安装一个支架，如图1所示的(I)，支架由两个竖直的支柱和一个横梁组成，横梁上安置多个超声波测距仪(2)，首先测出空载时测距仪对应的各点和超声波测距仪之间的距离Hitl，然后测量出料时运输皮带上物料的上表面各点位和超声波测距仪之间的距离Hi，经过大量测试发现，为了避免测量盲区的出现且多组超声波之间不会产生较大的干扰，设置超声波测距仪的发射口距离刮板最下端的垂直距离为eOcnTSOcm，相邻两个超声波测距仪中心点间距为lOcmlOcm，所有超声波测距仪所发射的超声波频率各不相同，测试发现用于土石类物料测量的超声波频率设置在40kHf 80kHz的区间内能够取得最好的反射和接收效果。超声波在空气中的传播速度与温度有关，所以在支架上安置温度测量装置进行超声波测距仪工作环境温度的实时测量，并根据修正模型对超声波在空气中的传播速度进行实时修正，模型为:vm=331.4+0.607\，其中v冑为超声波在空气中的传播速度，t为超声波测距仪工作环境的温度。进行运输皮带移动速度的测量时，在轴上安装一个有一个指针的测速齿盘如图2所示，通过测量单位时间内测速齿盘的旋转周数计算运输皮带的移动速度，公式为ν=η2 π r/M，其中V是皮带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时测算盾构机出料体积的方法，其特征在于，它包括：测量盾构机出料皮带上物料的各点的高度hi，测量各点位之间距离di，测量盾构机出料运输皮带的移动速度vi，使用计算公式计算在时刻Ti和Tj之间的时间段内盾构机的出料体积V，公式为：V=（h1*d1+h2*d2+…+hn*dn）*vij*（Tj‑Ti），式中n为共测量的物料上表面的测点数目，在测量出料皮带上物料上表面各点位高度之前，设置刮板对物料进行简单的整平和轻微的压实。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾宝新，赵培，李国臻，姜明，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21