【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及面波探测，具体涉及一种针对高填路堤的拖拉式面波探测装置及方法。
技术介绍
1、高速公路路基的强度及稳定性等力学特性是影响高速公路行车安全的重要因素，而路基的强度及稳定性与路基压实过程中的密实度密切相关，路基密实度越高，则公路路基的强度越大，稳定性越好。因此，在高速公路路基施工过程中，合理的控制高速公路路基的压实质量为重中之重，也是对路面平整度、刚度及高速公路使用寿命的重要保证。
2、针对高填路堤密实度检测的方法通常有灌砂(水)法、表面标高沉降控制法、压实计法、k30承载板载荷法和面波勘探法等。灌砂(水)法是传统可靠、可以量化的方法，但是该方法为破坏性试验且检测效率较低；表面标高沉降控制法压实计法规律性较好可以量化，但是其检测效率较低无法进行大面积检测；压实计法可以对整个碾压作业面进行全面的质量控制，但不同条件下测试结果易受影响，无法提出一个明确的指标，从而影响测量结果准确性；k30承载板载荷法需要工程机械配合，因此其施工环境较为苛刻且测得的k30值离散型大重复性差；面波勘探法，也称弹性波频率测深，由于面波波速与岩土介质的横波波速有着良好的相关关系，其频散特性的强度与介质的面波波速有着密切的关系，因此通过路基连续面波点检测获得剖面成果图，根据其波速分布，可以了解路堤的整体情况，从而可以准确的对高填路堤密实度检测，因此面波探测法被广泛应用于道路工程的勘察检测。
3、然而现有技术中，传统的面波探测装置通过在一条直线上设置多个检波器对单一测线方向的面波数据进行采集，这使得装置所得面波数据不够全面，从
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的不足，提出涉及一种针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，该装置能实现对面波数据的高质量采集，减少工作人员检测时间，从而提高检测效率。
2、本专利技术的另一目的是提供了一种针对高填路堤的拖拉式面波探测方法。
3、本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：
4、一种针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，包括外壳、电池、震源激发组件、移动组件、检波器模块和控制系统；
5、所述外壳为长方体结构，所述电池安装在所述外壳的顶端，所述移动组件设置在所述外壳的底部两侧；所述电池用于给所述震源激发组件、移动组件、检波器模块和控制系统供电；所述震源激发组件、移动组件、检波器模块和控制系统均设置在所述外壳内；
6、所述检波器模块包括n个检波器，n≥5，所述n个检波器呈十字型分布以形成十字形检波器阵列，所述十字形检波器阵列中位于同一直线上的检波器间隔距离相同，所述十字形检波器阵列的前后两端与左右两端设置相同数量的检波器，所述十字形检波器阵列的后端向前端的延长线与所述壳体的底面平行；所述十字形检波器阵列的上端安装在所述外壳内，所述十字形检波器阵列的下端穿过所述外壳的底部，且所述十字形检波器阵列的底端高于地面。
7、所述震源模块包括两个锤击震源和电机，所述两个锤击震源分别设置在所述十字形检波器组的前方和左侧，所述电机分别与所述两个锤击震源连接；所述电机用于调整所述锤击震源的锤击力度；
8、所述控制系统分别通过相应导线与电机、电池和检波器连接。
9、优选的，所述电池与外壳为可拆卸连接。
10、优选的，所述n个检波器均设置在同一水平面。
11、优选的，所述外壳的前端设有拖钩。
12、优选的，所述移动组件采用多组车轮或万向导轮，所述多组车轮或万向导轮对称的安装在所述外壳的底部两侧。
13、优选的，所述车轮和万向导轮均采用可充气轮胎。
14、优选的，还包括gps定位模块，所述gps定位模块安装在所述外壳的顶部，且所述gps定位模块与所述控制模块连接。
15、优选的，还包括远程控制终端，所述远程控制终端与所述控制系统通讯连接。
16、优选的，所述远程控制终端设有显示模块，所述显示模块用于显示所述远程控制终端接收到的实时面波数据。
17、一种针对高填路堤的拖拉式面波探测方法，采用上述的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，包括以下步骤：
18、s1、将所述针对高填路堤的拖拉式面波探测装置移动到目标区域后，将所述电池安装到所述外壳上，确认所述检波器与地面耦合，对所述gps定位模块进行校准；
19、s2、根据所述目标区域的情况，通过所述远程控制终端设置两个震源的强度、所述检波器的采集频率、采样点数和震源激发模式；所述震源激发模式包括固定距离激发模式、固定时间激发模式和手动激发模式；
20、s3、启动装置对所述目标区域进行预采集，通过采集信号调整所述两个震源的强度大小；
21、s4、启动装置对所述目标区域进行正式采集，缓慢拖动所述针对高填路堤的拖拉式面波探测装置进行匀速直线运动，所述远程控制终端的显示模块实时显示实时面波波形信号，待探测完所述目标区域后，停止所述针对高填路堤的拖拉式面波探测装置的运行，完成对所述目标区域的面波探测。
22、本专利技术相对于现有技术具有如下的优点：
23、(1)本专利技术的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，通过将多个检波器设置成十字形检波器阵列，所述十字形检波器阵列在装置移动时能快速采集沿测线方向和垂直侧线方向两个方向上的数据点，此设置不仅能有效提高采集数据量，还能使得采集数据更能反映二维平面高填路堤整体的密实度。
24、(2)本专利技术的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置通过移动组件、电池和外壳的有效配合，在数据采集之前，检波器与地面不接触，数据采集时，安装电池，利用外壳和电池自重，挤压轮胎变形，使得检波器与地面完全耦合，从而提高数据采集效率和数据采集质量。
25、(3)本专利技术的震源激发组件由两个震源以及电机组成，通过电机带动震源，能保证数据采集过程中，两个震源的锤击力度相同，从而减少人为因素产生的误差，减少了作业成本，提高探测数据的准确性。
26、(4)本专利技术的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置通过gps定位模块能在数据采集过程中实现面波数据采集的精确定位，便于后期处理数据时能够准确的判断不密实区域的位置，从而提高装置的准确性。
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1.一种针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，其特征在于，包括外壳、电池、震源激发组件、移动组件、检波器模块和控制系统；
2.根据权利要求1所述的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，其特征在于，所述电池与外壳为可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，其特征在于，所述N个检波器均设置在于同一水平面。
4.根据权利要求1所述的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，其特征在于，所述外壳的前端设有拖钩。
5.根据权利要求1所述的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，其特征在于，所述移动组件采用多组车轮或万向导轮，所述多组车轮或万向导轮对称的安装在所述外壳的底部两侧。
6.根据权利要求5所述的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，其特征在于，所述车轮和万向导轮均采用可充气轮胎。
7.根据权利要求1所述的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，其特征在于，还包括GPS定位模块，所述GPS定位模块安装在所述外壳的顶部，且所述GPS定位模块与所述控制模块连接。
8.根据权利要求1所述的针对高填路堤的拖拉式
9.根据权利要求8所述的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，其特征在于：所述远程控制终端设有显示模块，所述显示模块用于显示所述远程控制终端接收到的实时面波数据。
10.一种针对高填路堤的拖拉式面波探测方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，其特征在于，包括外壳、电池、震源激发组件、移动组件、检波器模块和控制系统；
2.根据权利要求1所述的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，其特征在于，所述电池与外壳为可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，其特征在于，所述n个检波器均设置在于同一水平面。
4.根据权利要求1所述的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，其特征在于，所述外壳的前端设有拖钩。
5.根据权利要求1所述的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，其特征在于，所述移动组件采用多组车轮或万向导轮，所述多组车轮或万向导轮对称的安装在所述外壳的底部两侧。
6.根据权利要求5所述的针对高填路堤的拖拉式面波探测装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王金岳，陈泽公，郑方坤，
申请(专利权)人：中交四航工程研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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