土石坝坝料压实质量在线评估方法技术

土石坝坝料压实质量在线评估方法。为提供一种适用于土石坝坝料的、基于碾压参数和压实效果实时监测的、并考虑坝料材料性质的坝料压实质量在线评估方法，实现土石坝坝料压实质量的实时、全面评估，本发明专利技术采取的技术方案是，土石坝坝料压实质量在线评估方法，包括的步骤是：利用PDA采集的现场试坑试验结果；建立压实质量评估模型；计算当前施工仓面每个网格处的压实质量；接着，再利用空间插值方法，得到当前施工全仓面任意位置处的压实质量；进一步地，根据压实质量控制准则，分析质量合格或不合格区域，计算当前施工仓面的压实质量的合格率；及时反馈指导现场施工，用以控制施工质量。本发明专利技术主要应用于土石坝坝料压实质量在线评估。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水利水电工程领域大坝施工质量控制领域，尤其是涉及一种土石坝坝料压实质量的在线评估方法。
技术介绍
常规土石坝压实质量评估方法是用有限试坑试验来抽检施工仓面的碾压质量。这种方法由于抽样的有限性，不能全面反映整个施工仓面任意位置的压实质量；同时，由于无法快速获得试验结果，从而影响施工进度，因此无法满足高强度、高机械化的土石坝施工的要求。通过实时监测土石坝碾压过程中的压实信息，在线评估坝料的压实质量，这对于实现土石坝压实质量的实时、全面评估和反馈控制，确保土石坝施工质量具有重要意义。目前，国内外尚无针对土石坝坝料碾压质量在线评估方法的研究。在土石坝施工过程质量控制方面，钟登华等[1，2]采用填筑碾压质量实时监控技术，实现了碾压过程中对行车速度、碾压遍数、激振力状态、压实厚度的实时监控，对确保土石坝压实质量控制起到重要作用。但该技术仅是施工过程中碾压参数的实时监测，并不能直接反映碾压过程中坝料的压实质量(如干密度、孔隙率或压实度等)。在道路路基土料的压实质量实时监测装置研制方面，国内外已有较多研究。国夕卜，如美国BOMAG公司的碾压可变控制器BVC (BomagVario Control) [3，4]，瑞典AMMANN公司的 ACE (Ammann Compaction Expert) [5],瑞 士 Geodynamik 公司的碾压度量计(Compactometer) [6],美国 Caterpillar 公司的基于碾压机净输出(machine drive power,MDP)的碾压过程监测装置[7]，等。在国内，如张润利[8]、居彩梅[9]开发的振动压实度检测仪，杨济安开发的车载压实度检测装置[10]，以及刘泽东等开发的路基压实度检测仪器[11]，等。上述装置基本原理都是监测碾压机碾轮的运动性能(如加速度、振幅、频率等)，通过分析碾轮的运动性能与压实度之间的关系，建立基于碾轮运动性分析的压实度表征指标，进而来估计路基土料的压实度。但上述装置基本集中在道路施工领域，由于土石坝坝料的性质(级配、含水量、干密度等)，以及压实质量控制的参数不同、控制策略不同、评估指标等与道路路基土料均有不同，因而上述用于道路土料压实质量监测的这些装置并不能完全适用于表征土石坝坝料的压实质量。更重要的是，土石坝料的压实质量不仅受到施工过程参数的影响，而且还受到坝料材料性质(如级配、含水率等)的影响，所以仅仅通过上述装置采集的基于碾轮运动性能分析的压实度表征指标，而不考虑碾压过程的碾压参数，以及土石坝料材料性质的影响，来评估受压料的压实质量是片面的。参考文献[I]钟登华，刘东海，崔博.高心墙堆石坝碾压质量实时监控技术及应用[J].中国科学科学技术，2011,41 (8) :1028-1034.[2]ZHONG Deng-hua，CUI Bo, LIU Dong-hai, et al. Theoretical Research onConstruction Quality Real-time Monitoring and System Integration of Core-fillDam[J]. Science in China Series E-Technological Science, 2009, 52(11):3406-3412.[3]B0MAG. Systems for soil compaction:BOMAG Evib meter[EB/OL]· 2010-1-12[4]M. Hossain, J. Mulandi, L. Keach, M. Hunt, et al.1ntelligent compactioncontrol[A]. Proceedings of2006Airfield and Highway Pavements Specialty Conference[C], Atlanta, 2006, 26-35[5]AMMANN. European and U.S. patents on the ACE-system[R]. Swiss:AMMANVerdichtung AG, 2002[6] Ake J- Sandstrom.Control of a compaction machine with a measurement ofthe characteristics of the ground material[P]. US:5727900, 1998-03-17[7]Paul T. Corcoran, Federico Fernandez. Method and apparatus fordetermining the performance of a compaction machine based on energytransfer[P], US:6188942B1, 2001-02-13[8]张润利，张俊杰，李熙山.振动压路机压实度连续检测仪[J].工程机械，2000,32 (8) :4-6[9]居彩梅.车载式压实度检测仪[D].西安长安大学，2001[10]杨济安.车载压实度检测装置[P].中国，技术专利，01249239. 6. 2002-10-23[11]刘泽东，杨霏，张建经.路基压实度检测仪器[P].中国，技术专利，201020584464. 9. 2011-08-03[12]钟登华，刘东海，张社荣等.心墙堆石坝施工质量实时监控方法[P]，专利技术专利 ZL200910069245. 9,2010[13]钟登华，刘磊，刘东海等.心墙堆石坝碾压过程信息自动采集装置[P]，专利技术专利 ZL200910069167. 2,2010
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足，提供一种适用于土石坝坝料的、基于碾压参数和压实效果实时监测的、并考虑坝料材料性质的坝料压实质量在线评估方法，实现土石坝坝料压实质量的实时、全面评估。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是，，包括如下步骤利用PDA采集的现场试坑试验结果，包括含水率W，级配P及压实质量，压实质量是压实度D或干密度P或孔隙率e，并利用采集的对应试坑位置处的碾压参数，碾压参数是行进速度V、压实厚度h、激振力输出状态J、碾压遍数n，以及利用采集的试坑处的压实效果指标C，建立不同坝料的压实质量与碾压参数、压实效果指标及坝料含水率、级配的回归模型，即压实质量评估模型；在此基础上，利用实时采集当前施工仓面的碾压参数(V、h、J、n)和实时采集的当前施工仓面的压实效果指标C，以及利用PDA采集的当前施工仓面试坑试验得到的坝料含水率和级配，或利用PDA采集的料场料源试验得到的同种坝料的含水率和级配，计算当前施工仓面每个网格处的压实质量；接着，再利用空间插值方法，得到当前施工全仓面任意位置处的压实质量；进一步地，根据压实质量控制准则，分析质量合格或不合格区域，计算当前施工仓面的压实质量的合格率；据此，及时反馈指导现场施工，用以控制施工质量。所述步骤进一步细化为(I)利用土石坝碾压过程实时监控系统，实时采集碾压参数，包括行进速度V、压实厚度h、激振力输出状态J和碾压遍数n，及其对应的动态位置坐标；(2)利用安装在碾压机上的坝料压实效果实时监测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土石坝坝料压实质量在线评估方法，其特征是，包括如下步骤：利用PDA采集的现场试坑试验结果，包括含水率w，级配P及压实质量，压实质量是压实度D或干密度ρ或孔隙率e，并利用采集的对应试坑位置处的碾压参数，碾压参数是行进速度ν、压实厚度h、激振力输出状态J、碾压遍数n，以及利用采集的试坑处的压实效果指标C，建立不同坝料的压实质量与碾压参数、压实效果指标及坝料含水率、级配的回归模型，即压实质量评估模型；在此基础上，利用实时采集当前施工仓面的碾压参数（ν、h、J、n）和实时采集的当前施工仓面的压实效果指标C，以及利用PDA采集的当前施工仓面试坑试验得到的坝料含水率和级配，或利用PDA采集的料场料源试验得到的同种坝料的含水率和级配，计算当前施工仓面每个网格处的压实质量；接着，再利用空间插值方法，得到当前施工全仓面任意位置处的压实质量；进一步地，根据压实质量控制准则，分析质量合格或不合格区域，计算当前施工仓面的压实质量的合格率；据此，及时反馈指导现场施工，用以控制施工质量。

【技术特征摘要】
1.一种土石坝坝料压实质量在线评估方法，其特征是，包括如下步骤利用PDA采集的现场试坑试验结果，包括含水率《，级配P及压实质量，压实质量是压实度D或干密度P或孔隙率e，并利用采集的对应试坑位置处的碾压参数，碾压参数是行进速度V、压实厚度h、激振力输出状态J、碾压遍数n，以及利用采集的试坑处的压实效果指标C，建立不同坝料的压实质量与碾压参数、压实效果指标及坝料含水率、级配的回归模型，即压实质量评估模型；在此基础上，利用实时采集当前施工仓面的碾压参数(V、h、J、n)和实时采集的当前施工仓面的压实效果指标C，以及利用PDA采集的当前施工仓面试坑试验得到的坝料含水率和级配，或利用PDA采集的料场料源试验得到的同种坝料的含水率和级配，计算当前施工仓面每个网格处的压实质量；接着，再利用空间插值方法，得到当前施工全仓面任意位置处的压实质量；进一步地，根据压实质量控制准则，分析质量合格或不合格区域，计算当前施工仓面的压实质量的合格率；据此，及时反馈指导现场施工，用以控制施工质量。2.如权利要求1所述的一种土石坝坝料压实质量在线评估方法，其特征是，所述步骤进一步细化为 (1)利用土石坝碾压过程实时监控系统，实时采集碾压参数，包括行进速度V、压实厚度h、激振力输出状态J和碾压遍数n，及其对应的动态位置坐标； (2)利用安装在碾压机上的坝料压实效果实时监测装置，实时采集坝料压实效果指标C及其对应的动态位置坐标； (3)利用具有GPRS功能的PDA(Personal Digital Assistant)设备采集试坑点现场及室内试验的结果信息，包括试坑点坐标、坝料名称、含水率W、级配P及压实质量，压实质量指标为压实度D，或干密度P，或孔隙率e ； (4)利用具备GPRS功能的PDA设备采集料场处坝料试验信息，包括坝料名称、含水率W、级配P ； (5)利用步骤(I)和步骤(2)采集的信息，确定每个试坑点处的碾压参数和压实效果指标，以及该试坑点的坝料名称、含水率、级配和压实质量，构建各坝料试坑处的样本数据； (6)分析坝料压实质量与碾压参数、压实效果指标的相关性，以确定压...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东海，李子龙，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：