路基碾压中特征波识别方法、碾压状态判别方法及其应用技术

路基碾压过程中特征波的识别方法、碾压状态判别方法及其应用，包括将加速度传感器布置于正在施工中的填料之中，进行实时加速度信号的采集工作，获得非稳态信号的加速度时程曲线f(x)；将上述非稳态信号分解为稳定的且具有稳定序列的IMF特征数据序列，并采用经验模态分解EMD对加速度非稳态信号进行平稳化处理等。通过对地面测点振动波的实时监控，并通过振动波的分解方法从而将最具有振动压路机振动特性的振动波进行提取并进行特征的分析，通过提取的最具有振动压路机压实特性的特征波对填料的碾压状态进行评价。在振动压实过程中填料中的能量随压实遍数的增加而增加，从而可以直接通过分析特征波能量直接判断填料的碾压状态。态。态。

【技术实现步骤摘要】
路基碾压中特征波识别方法、碾压状态判别方法及其应用


[0001]本专利技术涉及一种状态判别方法及其应用，尤其是涉及一种路基碾压过程中特征波的识别方法、碾压状态判别方法及其应用，属于铁路建设设计领域。

技术介绍

[0002]根据2020年8月我国《新时代交通强国铁路先行规划纲要》提出我国铁路网将率先建成，实现铁路网国内国外互联互通，并指出到2035年，全国铁路网达20万公里左右，其中高铁7万公里左右，20万人口以上城市实现铁路覆盖，50万人口以上的城市高铁通达。到2050年，将建成更加发达完善的现代化铁路网。随着我国高速铁路的里程的增加不可避免的是高速铁路路基施工段加长，因此我国对高速铁路路基方面的研究增多，而高速铁路填料方面的研究主要集中在施工过程中高速铁路路基质量的评估，而在高速铁路路基压实过程中由振动压路机施工而在填料中产生的振动波本身的研究较少。
[0003]在使用振动压路机进行高速铁路施工时，其振动压实的实质为利用振动波在填料土体中的传播而引起颗粒之间的相互振动从而使得颗粒间的摩擦力减小，孔隙比较小从而使之弹性模量和密度增加以达本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种路基碾压过程中特征波的识别方法，包括如下步骤：步骤1：将加速度传感器布置于正在施工中的填料之中，进行实时加速度信号的采集工作，获得非稳态信号的加速度时程曲线f(x)；步骤2：将上述非稳态信号分解为稳定的且具有稳定序列的IMF特征数据序列，并采用经验模态分解EMD对加速度非稳态信号进行平稳化处理；步骤3：将步骤2得到的IMF分量进行分形维数分析，对分解得到的稳态IMF分量进行分形维数的计算；步骤4：通过步骤3中得到的各IMF
i
分量中的分形维数：填料中加速度时程信号的分形维数型状分为两类：1、波动型，2、正三角型；步骤5：采集振动轮上的加速度时程曲线记为g(x)；步骤6：将步骤3得到的IMF分量进行频谱分析，对分解得到的稳态IMF分量进行FFT(Fast Fourier Transform)，将步骤5中采集得到的加速度时程曲线进行频谱分析；步骤7：通过经验模态分解EMD得到由非稳态振动波分解得到不同稳态的IMF分量与将上述分量进行FFT变换得到的频谱图，通过结合各IMF分量时程曲线与各IMF分量的频谱分析结果与步骤6中得到的振动轮中的加速度时程信号的频谱进行对比，分析各IMF分量与振动轮加速度时程信号的分布范围；其中同时满足步骤4中具有正三角型特征波与步骤6和步骤7不同EMD分量FFT基频相等两个条件即为高铁路基碾压过程中的特征波。2.根据权利要求1所述的路基碾压过程中特征波的识别方法，其特征为：所述步骤2中平稳化处理进一步包括如下内容：(1)输入原始信号f(x)，查找信号种的极大值和极小值，采用三次样条函数根据局部极大值和极小值分别拟合出上包络线U1和下包络线L1；(2)计算上、下包络线的局部均值m1＝1/2(U1+L1)，并考虑原始信号f(x)和包络线均值m1的差值，即h1＝x(t)
‑
m1；(3)判断h
k
(k＝1,2,3,
…
)是否满足本征模态函数要求，若不满足则对其重复上述过程直至局部均值m
k
趋近于零时，可令c1＝h
k
，由此便得到了原始加速度信号f(x)的第一个IMF，在此过程中满足以下关系式：x(t)
‑
m1＝h1h1‑
m2＝h2＝x(t)
‑
(m1+m2)
……
h
k
‑1‑
m
k
＝h
k
＝x(t)
‑
(m1+m2+...+m
k
)h
k
＝c1其中局部均值m
k
代表着低频的不对称成分，将k次的局部均值求和定义分解残差重复上述(1)
‑
(3)三个步骤，依此分理处特征时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶阳升，蔡德钩，闫宏业，杨长卫，尧俊凯，安在展，毕宗琦，朱忠林，李竹庆，李泰灃，刘晓贺，梁经纬，苏珂，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：