一种现场测试路基动力响应的试验方法及系统的制作方法_3

文档序号:8920849阅读:来源:国知局
面、基层顶面、面层顶面中的一阶段或二至三个阶段,以不同运行状态行驶压路机、重型卡车等交通荷载8,重复过程⑤?⑦,实时采集公路施工期路基动力响应及环境变化数据;
⑨待公路通车运营后,选择在一年、两年、五年、十年、二十年中的一时期或二至五个时期,在路面上以不同运行状态行驶重型卡车等交通荷载8,重复过程⑤?⑦,采集公路不同运营期重型卡车作用下路基动力响应及环境变化数据。
[0034]实施例2:
如图1?图3所示。一种现场测试公路施工和运营期路基动力响应的试验系统,由公路结构1、交通动荷载系统2、信息传感系统3、数据采集系统4构成。其特征在于:信息传感系统3中的第一动压力传感器9、第二加速度传感器10、第三温湿度传感器11逐层埋设于公路结构I中的路堤5、路床6中,将第一动压力传感器9、第二加速度传感器10、第三温湿度传感器11分别连接到相应的传输缆线15中的一端接口,传输缆线15中的另一端接口连接到位于公路结构外部的数据采集系统4中的动静态应变采集分析系统14的信号接口,用数据线将动静态应变采集分析系统14连接到笔记本电脑12,在笔记本电脑12内部安装数据采集处理软件13。交通动荷载系统2中的压路机22、或重型卡车23在公路结构I顶部以一定的运行状态行驶,释放动力冲激信号,信息传感系统3与数据采集系统4识别、采集、并处理路基动力响应及环境变化数据信息。
[0035]所述的公路结构I包括路堤、路床、路面,由路基填料和路面材料自下而上逐层填筑而成,应位于地势平坦、视野开阔、纵向上为平直的直线路段,段落长度不宜小于800m,横向上为整体式路基结构,行车道数量不小2个。
[0036]所述的交通动荷载系统2由压路机22、重型卡车23等不同类型交通荷载8中的一种或二种至五种组成,在公路施工和运营期不同阶段,交通动荷载系统2在公路结构I顶部以一定的运行状态行驶,释放动力冲激信号。
[0037]所述的信息传感系统3由第一压力传感器9、第二加速度传感器10、第三温湿度传感器11组成,第一压力传感器9与第二加速度传感器10分别位于两侧轮迹正下方,第三温湿度传感器11按竖直方向和水平方向呈‘ Γ ’型布置于路堤、路床内部,第一压力传感器9、第二加速度传感器10、第三温湿度传感器11之间互不相连,通过各自独立的传输缆线连接到路基之外的数据采集系统4。按竖直方向和水平方向呈‘Γ’型布置于路基内部,竖直方向布设的第一压力传感器9与第二加速度传感器10分别位于两侧轮迹正下方,第三温湿度传感器11置于轮迹中轴线正下方,自路床顶往下分5?8层等间距分布,层间距40?60cm ;沿着最上层布设的第一压力传感器9、第二加速度传感器10、第三温湿度传感器11,在水平方向上等间距布置2?4列第一压力传感器和第二加速度传感器,列间距80?120cm。所述的信息传感系统具体包括10?15个第一压力传感器9、10?15个第二加速度传感器10、5?8个第三温湿度传感器11。
[0038]所述的数据采集系统4包含笔记本电脑12、数据采集处理软件13、动静态应变采集分析系统14、信号传输缆线15、穿线管16、观测保护室17,将信号传输缆线15中的土压力传感器信号线、加速度传感器信号线、温湿度传感器信号线的一端接口分别连接到相应的第一压力传感器9、第二加速度传感器10、第三温湿度传感器11,加速度传感器信号线、土压力传感器信号线、温湿度传感器信号线分别套过穿线管(16)和套管(18),引出路基范围之外,待测试试验开始,再将加速度传感器信号线、土压力传感器信号线、温湿度传感器信号线的另一端接口连接于动静态应变采集分析系统14,再连接到笔记本电脑12,通过数据采集处理软件13控制数据采集、存储、显示、处理等功能。每阶段测试试验结束后,将所有缆线接口与动静态应变采集分析系统14分离,存放于观测保护室17内。
[0039]所述的第一压力传感器9,其最大量程0.5?IMpa,测量误差小于0.5kpa,最高频率不小于100Hz,共10?15个,传感器之间互不相连,通过各自独立的传输缆线连接到路基之外的数据采集系统。
[0040]所述的第二加速度传感器10,其测量范围不小于lOOm/s2,精度高于0.05m/s2,最高频率不小于ΙΚΗζ,共10?15个,传感器之间互不相连,通过各自独立的传输缆线连接到路基之外的数据采集系统。
[0041]所述的第三温湿度传感器11,温度范围为-40?80°C,湿度量程为O?100% m3/m3,精度优于±2%,响应时间小于Is。共5?8个,传感器之间互不相连,通过各自独立的传输缆线连接到路基之外的数据采集系统。
[0042]所述的压路机22,为振动式、静压式、轮胎式、羊足式压路机等中的一种或多种,自重为15?30t,车速为2?4 km/ho
[0043]所述的重型卡车23,为单后轴式、双后轴式、多后轴式重型卡车中的一种或多种,单轴轴载为10?30t,最大车速为60?100 km/ho
[0044]所述的信号传输缆线15,包括加速度传感器信号线10?15段每段20?30m,土压力传感器信号线10?15段每段20?30m,温湿度传感器信号线5?8段每段10?20m,不同信号线与相应传感器相连,传感器之间互不相连,通过各自独立的传输缆线连接到路基之外的数据采集系统。
[0045]所述的穿线管16,套在信号传输缆线15外面,保护传输缆线避免损坏,穿线管与穿线管之间通过套管18连接,与传输缆线同时引出路基范围之外,所述的穿线管16为PVC胶管、不锈钢管、碳钢管中的一种或多种,孔径为30?100mm,共50?100段,总长200?400m,在管段之间安装套管,将相邻穿线管连为一体。
[0046]所述的观测保护室17,为钢质或混凝土质预制箱体19,长宽高最小尺寸为60cmX40cmX80cm,观测保护室17内部自下而上设置5?8层用于放置传感器缆线的钢丝网隔层或铁杆20,保护室正面设置旋转式铁门21。所述的观测保护室17为钢质或混凝土质预制箱体,层用于放置传感器缆线的钢丝网隔层或铁杆,观测保护室正面设置旋转式铁门。
[0047]所述的动静态应变采集分析系统14,其中的连接信号接口连接传输缆线15中端口,数据接口连接到安装有数据采集处理软件13的笔记本电脑12。所述的动静态应变采集分析系统14可同时动压力、加速度、温湿度传感器的数据,通道数为16?32通道,全部通道采样频率为I?5120kHz,测量分辨率高于0.1 μ ε。
[0048]所述的数据采集处理软件13,为动静态应变采集分析系统配套的应用程序,兼容于常见的电脑操作系统,能实时采集数据、显示曲线、及时域频域分析处理。
[0049]试验数据:
以某公路结构为试验路段,采用本发明的试验方法和系统开展路基动力响应测试试验,在路床顶之下50cm、100cm、220cm、350cm四个层位埋设动土压力盒、加速度传感器、温湿度传感器,路基施工完成后,分别开展压路机冲击荷载作用下、重型卡车冲击荷载作用下路基动力响应测试试验。
[0050](I)压路机荷载作用下路基动力响应测试结果
采用20t徐工双轮双振压路机,以典型工作状态(高速大振)在路基结构上部行驶,由数据采集系统采集下部各层传感器中的动力响应数据,试验结果如图图5a、图5b、图5c、图5d、图 5e、图 5f、图 5g、图 5h。
[0051]测试结果显示,压路机作用下路基动应力、加速度响应时程曲线呈现单峰、双峰等脉冲状分布特征,且随着深
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1