【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料物理性质分析领域，尤其涉及公路路基定点压力测量设备及测量方法。
技术介绍
1、公路路基的稳定性是确保道路安全和延长其使用寿命的关键因素。随着交通量的增加和环境条件的变化，路基承受着不断变化的压力和应力。为了有效监测和维护这些关键基础设施，需要准确测量路基材料在不同条件下的压力响应。传统的测量方法往往依赖于简化的模型和有限的数据，难以适应复杂多变的环境条件和路基材料的多样性。因此，开发一种能够准确反映路基材料行为的先进测量方法，同时考虑环境因素和材料特性，成为公路维护和管理中的一个重要课题。
2、cn202210374680.8，公开日：2022.05.06，公开了一种公路路基定点压迫压力测量装置。其包括安装架和设置在安装架上的按压装置，安装架的底部四角处设置有支撑装置，按压装置的上侧设置有角度调节装置，安装架包括安装板，安装板上侧靠近中部的位置固定有两个直柱。该专利技术通过设置的角度调节装置带动按压装置在安装架上旋转，改变贴合装置对公路路面的力的压迫方向，对公路使用时的受力情况进行模拟，进而获得对公路测量的准确数据，提高受压力范围的判断准确性，通过将贴合装置设置成半弧形，使角度调节装置在带动按压装置旋转时，液压杆推动贴合装置模拟车轮碾压公路的情况，提高装置测量公路受压数据的准确性。
3、但上述技术至少存在如下技术问题：现有技术存在准确性不足、缺乏对环境变化的适应性、风险预警能力不足、长期稳定性监测能力有限和决策支持不足的问题，压力估算的准确度受限，无法实时适应环境变化，影响测量结果的可靠
技术实现思路
1、本专利技术提供公路路基定点压力测量设备及测量方法，解决了现有技术存在的准确性不足、缺乏对环境变化的适应性、风险预警能力不足、长期稳定性监测能力有限和决策支持不足的问题，压力估算的准确度受限，无法实时适应环境变化，影响测量结果的可靠性；缺乏有效的预警机制来及时识别潜在的路基稳定性问题，导致无法及时采取预防措施的技术问题。实现了一种结合物理模型、环境适应性和数据驱动方法的公路路基定点压力测量，提高了测量的准确性和环境适应性。
2、本专利技术的公路路基定点压力测量设备及测量方法，具体包括以下技术方案：
3、公路路基定点压力测量设备，包括以下部分：
4、振动发生器、传感器阵列、数据采集设备、处理器、实验设备；
5、所述振动发生器，用于在路基材料上施加不同频率和振幅的振动，模拟不同的路基压力情况；
6、所述传感器阵列，用于捕捉振动在路基材料中的传播和衰减情况；并监测环境因素，包括温度和湿度；环境因素会对振动的传播和材料的响应产生影响；传感器阵列通过有线或无线方式与数据采集设备相连；
7、所述数据采集设备，用于收集从传感器阵列传来的数据，包括振动数据和环境数据；数据采集设备与处理器相连；
8、所述处理器，用于处理和分析收集到振动数据和环境数据，生成压力估算结果和稳定性指数；所述处理器进一步包括：物理性质分析模块、实验分析模块、压力估算模块、转换模块、稳定性评估模块和调整模块；
9、所述物理性质分析模块，建立物理模型来描述振动在路基材料中的传播，得到振动响应函数；物理性质分析模块通过数据传输的方式与压力估算模块、转换模块相连；
10、所述实验分析模块，通过实验数据拟合应力-应变关系模型；实验分析模块通过数据传输的方式与压力估算模块相连；
11、所述压力估算模块，通过构建压力估算模型将振动响应函数与应力-应变关系模型相结合来估算压力，并对压力估算模型进行参数优化；压力估算模块通过数据传输的方式与转换模块相连；
12、所述转换模块，结合环境因素与路基材料物理性质数据，将路基材料物理性质数据进行格式转换；转换模块通过数据传输的方式与稳定性评估模块相连；
13、所述稳定性评估模块，引入稳定性评估函数，生成综合稳定性指标，并将综合稳定性指标转化为稳定性指数；稳定性评估模块通过数据传输的方式与调整模块相连；
14、所述调整模块，根据路基的稳定性指数自动触发检查和校正程序，计算压力调整系数并调整压力值，分析稳定性指数的趋势；
15、所述实验设备，用于进行压缩和拉伸试验，以收集路基材料的应力和应变数据；实验设备与处理器相连。
16、公路路基定点压力测量方法，包括以下步骤：
17、s1. 对路基材料的物理性质进行分析，得到振动响应函数，引入拟合应力-应变关系模型，并结合振动响应函数与应力-应变关系模型构建压力估算模型，并计算应变率；使用应力-应变关系模型将应变率转换为应力，将应力转换为压力，从而生成压力估算结果；
18、s2. 对路基材料的物理性质数据进行转换，并引入稳定性评估函数，将转换后的物理性质数据与环境因素结合起来，生成综合稳定性指标，将综合稳定性指标转换为稳定性指数，根据稳定性指数触发检查和校正程序。
19、优选的，所述s1，具体包括：
20、在路基材料上施加振动，基于波动方程和材料响应理论，建立了基于振动响应函数的物理模型来描述振动在路基材料中的传播。
21、优选的，所述s1，还包括：
22、对路基材料进行压缩和拉伸试验，收集路基材料的应力和应变数据，从而拟合应力-应变关系模型。
23、优选的，所述s2，具体包括：
24、基于环境因素对路基材料物理性质数据的非线性影响以及路基材料物理性质之间的相互作用，结合环境因素与路基材料物理性质数据，将路基材料物理性质数据进行转换，形成转换后的物理性质数据；所述环境因素包括温度和湿度。
25、优选的，所述s2，还包括：
26、使用逻辑函数，将综合稳定性指标转化为稳定性指数。
27、优选的，所述s2，还包括：
28、确定稳定性指数的阈值，根据稳定性指数与稳定性指数的阈值的关系，计算压力调整系数，使用压力调整系数来校正压力。
29、本专利技术的技术方案的有益效果是：
30、1、通过结合物理模型和机器学习技术，能够更准确地估算路基材料在不同压力下的响应；机器学习模型的应用使得压力估算能够考虑到复杂的环境因素和物理特性之间的相互作用，从而提高了压力测量的准确性；通过监测环境因素如温度和湿度，并结合稳定性指数，能够实时调整压力估算，以适应环境变化，使得测量结果更加可靠，即使在环境条件波动的情况下也能保持准确；
31、2、利用稳定性指数作为评估路基稳定性的工具，可以为工程师和决策者提供关键的风险评估信息，及时采取预防或维护措施；通过定期分析稳定性指数的长期趋势，帮助识别可能影响路基稳定性的长期问题，如材料老化或持续的环境变化。
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1.公路路基定点压力测量设备，其特征在于，包括以下部分：
2.公路路基定点压力测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的公路路基定点压力测量方法，其特征在于，所述S1，具体包括：
4.根据权利要求2所述的公路路基定点压力测量方法，其特征在于，所述S1，还包括：
5.根据权利要求2所述的公路路基定点压力测量方法，其特征在于，所述S2，具体包括：
6.根据权利要求2所述的公路路基定点压力测量方法，其特征在于，所述S2，还包括：
7.根据权利要求6所述的公路路基定点压力测量方法，其特征在于，所述S2，还包括：
【技术特征摘要】
1.公路路基定点压力测量设备，其特征在于，包括以下部分：
2.公路路基定点压力测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的公路路基定点压力测量方法，其特征在于，所述s1，具体包括：
4.根据权利要求2所述的公路路基定点压力测量方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘莉萍，宋鹏，闫铁成，杨阳，李平，杜婷，
申请(专利权)人：陇东学院，
类型：发明
国别省市：
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