道砟直剪性能分析方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种道砟直剪性能分析方法与装置，涉及轨道交通领域。该道砟直剪性能分析方法与装置通过利用主控芯片分别控制第一驱动装置驱动上剪切盒竖直运动以及第二驱动装置驱动所述下剪切盒水平运动；接收多个压力传感器传输的压力参数，并依据压力参数生成道砟的剪力与水平剪切位移的变化关系；依据上剪切盒、下剪切盒内道砟的剪力与水平剪切位移的变化关系以及预设定的结果查询表生成剪切性能分析结果，从而在水平方向和竖直方向施加循环荷载或变频荷载，即在水平方向和竖直方向施加不同的速度或不同加速度情况下进行道砟群的直剪性能测试，从而确定不同外荷载作用于道砟群后的剪切性能分析结果。

Analysis Method and Device of Straight Shear Performance of Ballast

The invention provides a method and device for analyzing the direct shear performance of ballast, which relates to the field of rail transit. The main control chip is used to control the vertical motion of the upper shear box driven by the first driving device and the horizontal motion of the lower shear box driven by the second driving device respectively. The pressure parameters transmitted by multiple pressure sensors are received, and the relationship between the shear force and the horizontal shear displacement of the ballast is generated according to the pressure parameters. The relationship between shear force and horizontal shear displacement of ballast in cut box and the preset results query table generate the results of shear performance analysis, so that the cyclic load or frequency conversion load is applied in horizontal and vertical directions, i.e. the shear performance of ballast groups is tested under different velocities or accelerations in horizontal and vertical directions, so as to determine the different external loads. The results of shear performance analysis for ballast group are given.

【技术实现步骤摘要】
道砟直剪性能分析方法与装置
本专利技术涉及轨道交通领域，具体而言，涉及一种道砟直剪性能分析方法与装置。
技术介绍
道砟用来铺公路或铁路路基或道床的粗砂砾或碎石，主要是铁路基床或道床所用。道砟是铁路运输系统中，用作承托轨道枕木的碎石，是常见的轨道道床结构。工程会在铺设路轨之前，先在路基铺上一层碎石，再加以压实，然后才铺上枕木及路轨。使用道砟可以使到排水容易及容易调校路轨位置，同时由于道砟把列车及路轨重量分散在路基上，故此能够减低列车经过时所带来的震动及噪音，令到乘客的乘坐舒适程度增加。直剪试验往往借鉴土体直剪试验的方法和设备进行。现有试验流程为：保持直剪仪的上剪切盒水平方向固定，对顶部试件施加一定大小的恒定垂向力从而保证剪切过程中的垂向恒压；然后按照不同的试验需求，以某一恒定的水平速度推动下剪切盒，进而获取下剪切盒的水平推力，从而得到直剪试验过程中的剪力与位移的关系曲线。现有切剪方法的垂向力在剪切过程中均为恒力，无法反映道砟在实际工作中受环境振动荷载条件下的直剪性能；且始终使以恒定的剪切速度进行道砟横向剪切，无法反映颗粒集料在循环剪切、变力剪切、振动剪切情况下的剪切性能；并未考虑在剪切过程中对上、下剪切集料面的受力监测与测量，及剪切过程中侧向受力状态的监测与测量，也没有针对剪力与位移的关系曲线得出剪切性能结果。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种道砟直剪性能分析方法与装置，以改善上述的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种道砟直剪性能分析方法，应用于道砟直剪系统，所述道砟直剪系统包括上剪切盒、下剪切盒、主控芯片、第一驱动装置、激振器、第二驱动装置，所述上剪切盒与所述下剪切盒上下相对设置形成剪切缝构成剪切盒装置，所述上剪切盒的顶部安装有所述激振器，所述第一驱动装置与所述激振器连接，所述第一驱动装置、所述第二驱动装置为变频驱动装置，所述第二驱动装置与所述下剪切盒连接，所述主控芯片分别与所述第一驱动装置、所述第二驱动装置电连接，所述剪切盒装置内设置有多个压力传感器，所述多个压力传感器与所述主控芯片电连接，所述多个压力传感器位于所述剪切盒装置内的不同区域，所述道砟直剪性能分析方法包括：利用主控芯片分别控制第一驱动装置驱动所述上剪切盒竖直运动以及所述第二驱动装置驱动所述下剪切盒水平运动；接收多个压力传感器传输的压力参数，并依据压力参数生成道砟的剪力与水平剪切位移的变化关系；依据所述上剪切盒、所述下剪切盒内道砟的剪力与水平剪切位移的变化关系以及预设定的结果查询表生成剪切性能分析结果。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种道砟直剪性能分析装置，应用于主控芯片，所述主控芯片应用于道砟直剪系统，所述道砟直剪系统还包括上剪切盒、下剪切盒、第一驱动装置、激振器、第二驱动装置，所述上剪切盒与所述下剪切盒上下相对设置形成剪切缝构成剪切盒装置，所述上剪切盒的顶部安装有所述激振器，所述第一驱动装置与所述激振器连接，所述第一驱动装置、所述第二驱动装置为变频驱动装置，所述第二驱动装置与所述下剪切盒连接，所述主控芯片分别与所述第一驱动装置、所述第二驱动装置电连接，所述剪切盒装置内设置有多个压力传感器，所述多个压力传感器与所述主控芯片电连接，所述多个压力传感器位于所述剪切盒装置内的不同区域，所述道砟直剪性能分析装置包括：控制单元，用于分别控制第一驱动装置驱动所述上剪切盒竖直运动以及所述第二驱动装置驱动所述下剪切盒水平运动；信息接收单元，用于接收多个压力传感器传输的压力参数，并依据压力参数生成道砟的剪力与水平剪切位移的变化关系；结果生成单元，用于依据所述上剪切盒、所述下剪切盒内道砟的剪力与水平剪切位移的变化关系以及预设定的结果查询表生成剪切性能分析结果。与现有技术相比，本专利技术提供的道砟直剪性能分析方法与装置，通过利用主控芯片分别控制第一驱动装置驱动上剪切盒竖直运动以及第二驱动装置驱动所述下剪切盒水平运动；接收多个压力传感器传输的压力参数，并依据压力参数生成道砟的剪力与水平剪切位移的变化关系；依据上剪切盒、下剪切盒内道砟的剪力与水平剪切位移的变化关系以及预设定的结果查询表生成剪切性能分析结果，从而在水平方向和竖直方向施加循环荷载或变频荷载，即在水平方向和竖直方向施加不同的速度或不同加速度情况下进行道砟群的直剪性能测试，从而确定不同外荷载作用于道砟群后的剪切性能分析结果。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的道砟直剪系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的道砟直剪系统的电路连接框图；图3为本专利技术实施例提供的道砟直剪性能分析方法的流程图；图4为本专利技术实施例提供的道砟直剪性能分析装置的功能模块框图。图标：101-上剪切盒；102-下剪切盒；103-主控芯片；104-第一驱动装置；105-激振器；106-第二驱动装置；107-第一荷重传感器；108-第二荷重传感器；109-压力传感器；110-剪切缝调节装置；111-导轨；112-导轨安装组件；113-载荷框架；114-地脚螺栓；115-固定顶头；116-连接块；117-加载板；401-控制单元；402-信息接收单元；403-结果生成单元；404-信息发送单元。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图3，本专利技术实施例提供的一种道砟直剪性能分析方法，应用于道砟直剪系统，用于剪切颗粒集料。如图1所示，道砟直剪系统包括上剪切盒101、下剪切盒102、主控芯片103、第一驱动装置104、激振器105、第二驱动装置106。上剪切盒101与下剪切盒102上下相对设置形成剪切缝构成剪切盒装置，本实施例中，下剪切盒102的体积大于上剪切盒101的体积，从而可以保证在直剪过程中剪切面大小不变。当在进行剪切作业时，物料位于剪切盒装置内。另外，在上剪切盒101与激振器105之间安装有加载板117，第一驱动装置104和激振器105输出的力不直接作用于上剪切盒101，而是作用于加载板117，通过加载板117输出至道砟。上剪切盒101的顶部安装有激振器105，第一驱动装置104与激振器105连接，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种道砟直剪性能分析方法，其特征在于，应用于道砟直剪系统，所述道砟直剪系统包括上剪切盒、下剪切盒、主控芯片、第一驱动装置、激振器、第二驱动装置，所述上剪切盒与所述下剪切盒上下相对设置形成剪切缝构成剪切盒装置，所述上剪切盒的顶部安装有所述激振器，所述第一驱动装置与所述激振器连接，所述第一驱动装置、所述第二驱动装置为变频驱动装置，所述第二驱动装置与所述下剪切盒连接，所述主控芯片分别与所述第一驱动装置、所述第二驱动装置电连接，所述剪切盒装置内设置有多个压力传感器，所述多个压力传感器与所述主控芯片电连接，所述多个压力传感器位于所述剪切盒装置内的不同区域，所述道砟直剪性能分析方法包括：利用主控芯片分别控制第一驱动装置驱动所述上剪切盒竖直运动以及所述第二驱动装置驱动所述下剪切盒水平运动；接收多个压力传感器传输的压力参数，并依据压力参数生成道砟的剪力与水平剪切位移的变化关系；依据所述上剪切盒、所述下剪切盒内道砟的剪力与水平剪切位移的变化关系以及预设定的结果查询表生成剪切性能分析结果。

【技术特征摘要】
1.一种道砟直剪性能分析方法，其特征在于，应用于道砟直剪系统，所述道砟直剪系统包括上剪切盒、下剪切盒、主控芯片、第一驱动装置、激振器、第二驱动装置，所述上剪切盒与所述下剪切盒上下相对设置形成剪切缝构成剪切盒装置，所述上剪切盒的顶部安装有所述激振器，所述第一驱动装置与所述激振器连接，所述第一驱动装置、所述第二驱动装置为变频驱动装置，所述第二驱动装置与所述下剪切盒连接，所述主控芯片分别与所述第一驱动装置、所述第二驱动装置电连接，所述剪切盒装置内设置有多个压力传感器，所述多个压力传感器与所述主控芯片电连接，所述多个压力传感器位于所述剪切盒装置内的不同区域，所述道砟直剪性能分析方法包括：利用主控芯片分别控制第一驱动装置驱动所述上剪切盒竖直运动以及所述第二驱动装置驱动所述下剪切盒水平运动；接收多个压力传感器传输的压力参数，并依据压力参数生成道砟的剪力与水平剪切位移的变化关系；依据所述上剪切盒、所述下剪切盒内道砟的剪力与水平剪切位移的变化关系以及预设定的结果查询表生成剪切性能分析结果。2.根据权利要求1所述的道砟直剪性能分析方法，其特征在于，当主控芯片分别控制第一驱动装置驱动所述上剪切盒竖直匀加速运动以及所述第二驱动装置驱动所述下剪切盒水平匀速运动时，所述剪切性能分析结果为若剪切应变为10％、滑动面底部距上剪切盒和下剪切盒的交界面的距离为下剪切盒高度的1/3，此时竖向应力水平对滑动面的形变小于预设定的阈值。3.根据权利要求1所述的道砟直剪性能分析方法，其特征在于，当主控芯片分别控制第一驱动装置驱动所述上剪切盒竖直加速运动以及所述第二驱动装置驱动所述下剪切盒水平运动时，所述剪切性能分析结果为竖向应力大于预设的阈值，宏观上试样的竖向应力小于预设的阈值；转动角较大的颗粒所占比例也大于预设定的阈值。4.根据权利要求1所述的道砟直剪性能分析方法，其特征在于，当主控芯片分别控制第一驱动装置驱动所述上剪切盒竖直加速运动以及所述第二驱动装置驱动所述下剪切盒水平变速运动时，所述剪切性能分析结果为道砟颗粒的密实程度低于预设的阈值，出现明显的裂化现象，棱角尖锐的道砟出现破碎、掉角的现象。5.根据权利要求1所述的道砟直剪性能分析方法，其特征在于，所述道砟直剪性能分析方法还包括：将道砟的剪力与水平剪切位移的变化关系、剪切性能分析结果发送至显示屏显示。6.一种道砟直剪性能分析装...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖杰灵，王平，刘淦中，刘鉴兴，刘浩，戴佳程，李朋，韦安祺，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51