CN103015391A - 土石坝坝料压实质量在线评估方法 - Google Patents
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Abstract
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。本发明主要应用于土石坝坝料压实质量在线评估。
Description
技术领域
本发明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。
背景技术
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。国外,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:
[1]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 on Construction Quality Real-timeMonitoring and System Integration of Core-fill Dam[J].Science in China Series E-TechnologicalScience,2009,52(11):3406-3412.
[3]BOMAG.Systems for soil compaction:BOMAG Evib meter[EB/OL].2010-1-12
[4]M.Hossain,J.Mulandi,L.Keach,M.Hunt,et al.Intelligent compaction control[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:AMMAN Verdichtung AG,2002
[6]J.Control of a compaction machine with a measurement of the characteristics of theground material[P].US:5727900,1998-03-17
[7]Paul T.Corcoran,Federico Fernandez.Method and apparatus for determining the performance of acompaction machine based on energy transfer[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,实用新型专利,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,实用新型专利,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],发明专利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],发明专利ZL200910069167.2,2010
发明内容
本发明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,本发明采取的技术方案是,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。
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ν、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ρ,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(1)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,以确定压实质量回归模型的变量;
(7)建立坝料压实质量回归模型,即压实质量评估模型;
(8)确定当前施工仓面,开始碾压过程监控;
(9)利用安装在碾压机上的土石坝实时碾压过程监控系统,实时采集当前施工仓面的碾压参数(v,h,J,n)及其对应的动态位置坐标;
(10)利用安装在碾压机上的土石坝坝料压实效果指标实时监测装置,实时采集当前施工仓面碾压过程中的压实效果指标C及其对应的动态位置坐标;
(11)将当前施工面网格化,利用步骤(9)和步骤(10)采集的存储在数据库中的信息,确定施工仓面每个网格处的碾压参数和压实效果指标;
(12)利用如步骤(3)采集当前施工仓面的坝料名称、坝料料性,或利用步骤(4)采集的该坝料料场处做的含水率、级配,确定当前施工仓面每个网格处的坝料料性,坝料料性包括含水率w、级配P;
(13)根据步骤(7)建立的模型,以及步骤(11)和步骤(12)确定的每个网格处的碾压参数、压实效果指标值和坝料料性,可评估当前施工仓面每个网格处的压实质量,压实质量指标包括压实度D,或干密度ρ,或孔隙率e;
(14)采用压实质量空间插值方法,进行压实质量空间插值,得到当前施工仓面任意位置处的压实质量值,输出压实质量云图或等值线图;
(15)根据步骤(14)得到的任意位置处的压实质量,并根据设定的压实质量控制标准,分析质量合格或不合格区域,并计算全仓面压实质量的合格率;用于反馈指导现场施工,以便及时对不合格区域采取补碾及相应补救措施。
步骤(7)具体为:根据步骤(6)确定的模型变量,以及各坝料试坑处的样本数据,分别建立不同坝料下压实质量与碾压参数、压实效果指标C及坝料料性的回归模型,即坝料压实质量评估模型:Z=f(n,v,h,J,C,P,w),碾压参数包括:行进速度ν、压实厚度h、激振力输出状态J、碾压遍数n,坝料料性包括含水率w、级配P,Z为不同坝料的压实质量,对于心墙坝料是压实度D,对堆石坝料而言为干密度ρ或孔隙率e;f(·)为回归函数,可通过回归分析方法确定。
本发明的技术特点及效果:
本发明是要提出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。其有益效果如下:
(1)克服采用有限个试坑抽样检测施工仓面压实质量的片面性,可实现施工全仓面任意位置处压实质量的评估;
(2)可实现坝料压实质量的快速评估,避免较长时间的试坑试验对于现场施工的干扰,以及室内试验结果难于及时反馈指导施工的弊端。
(3)可为高土石坝施工质量控制提供新的途径,为确保工程施工质量乃至大坝安全提供有力保障。
附图说明
图1所示为一种土石坝坝料压实质量在线评估流程图,图中,
步骤1:实时采集碾压参数
步骤2:实时采集坝料压实效果指标
步骤3:试坑试验信息PDA采集
步骤4:料场料源试验信息PDA采集
步骤5:确定试坑点处的碾压参数与压实效果指标
步骤6:分析坝料压实质量与碾压参数、压实效果指标的相关性
步骤7:建立坝料压实质量回归模型(评估模型)
步骤8:确定当前施工仓面,开始碾压过程监控
步骤9:实时采集当前施工仓面的碾压参数
步骤10:实时采集当前施工仓面的压实效果指标
步骤11:确定施工仓面每个网格处的碾压参数和压实效果指标
步骤12:确定当前施工仓面的坝料料性
步骤13:当前施工仓面每个网格处压实质量评估
步骤14:压实质量空间插值
步骤15:全仓面压实质量分析与施工反馈控制。
具体实施方式
一种土石坝坝料压实质量在线评估方法,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(压实度D或干密度ρ或孔隙率e),并利用土石坝碾压过程实时监控系统[参见文献13,14]采集的对应试坑位置处的碾压参数(行进速度ν、压实厚度h、激振力输出状态J、碾压遍数n),以及利用安装在碾压机上的坝料效果实时监测装置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,利用碾压过程实时监控系统实时采集当前施工仓面的碾压参数(ν、h、J、n)和坝料压实效果监测装置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,可得到当前施工全仓面任意位置处的压实质量;进一步地,可根据压实质量控制准则,分析质量合格或不合格区域,并可计算当前施工仓面的压实质量的合格率;据此,可以及时反馈指导现场施工,用以控制施工质量。该方法具体步骤如下:
(1)利用土石坝碾压过程实时监控系统(参见文献[13,14]),实时采集碾压参数,包括行进速度ν、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,并将上述数据发送存储至远程数据库服务器。
(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,并发送存储至远程数据库服务器。
(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(压实度D,或干密度ρ,或孔隙率e),并将这些数据利用GPRS网络无线传送至远程数据库服务器。
(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,并将这些数据利用GPRS网络无线传送至远程数据库服务器。
(5)利用步骤(1)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,以确定压实质量回归模型的变量。
(7)坝料压实质量回归模型(评估模型)建立
根据步骤(6)确定的模型变量,以及各坝料试坑处的样本数据,分别建立不同坝料下压实质量(压实度D,或干密度ρ,或孔隙率e)与碾压参数(行进速度ν、压实厚度h、激振力输出状态J、碾压遍数n),压实效果指标C及坝料料性(含水率w、级配P)的回归模型,即坝料压实质量评估模型。
(8)确定当前施工仓面,开始碾压过程监控。
(9)利用安装在碾压机上的土石坝实时碾压过程监控系统,实时采集当前施工仓面的碾压参数(v,h,J,n)及其对应的动态位置坐标,并发送存储至远程数据库中。
(10)利用安装在碾压机上的土石坝坝料压实效果指标实时监测装置,实时采集当前施工仓面碾压过程中的压实效果指标C及其对应的动态位置坐标,并发送存储至远程数据库中。
(11)将当前施工面网格化,利用步骤(9)和步骤(10)采集的存储在数据库中的信息,确定施工仓面每个网格处的碾压参数和压实效果指标。
(12)利用如步骤(3)采集当前施工仓面的坝料名称、坝料料性(包括含水率w、级配P),或利用步骤(4)采集的该坝料料场处做的含水率、级配,确定当前施工仓面每个网格处的坝料料性(包括含水率w、级配P)。
(13)根据步骤(7)建立的模型,以及步骤(11)和步骤(12)确定的每个网格处的碾压参数、压实效果指标值和坝料料性,可评估当前施工仓面每个网格处的压实质量(压实度D,或干密度ρ,或孔隙率e)。
(14)采用压实质量空间插值方法,进行压实质量空间插值,可得到当前施工仓面任意位置处的压实质量值,输出压实质量云图或等值线图,并将结果存储至数据库。
(15)根据步骤(14)得到的任意位置处的压实质量,并根据设定的压实质量控制标准,分析质量合格或不合格区域,并计算全仓面压实质量的合格率。据此,可用于反馈指导现场施工,以便及时对不合格区域采取补碾及相应补救措施。
下面结合本发明的流程图对土石坝坝料压实质量在线评估方法的实施做出详细说明。该方法具体包括如下步骤:
(1)实时采集碾压参数(v,h,J,n)
通过安装在碾压机上的土石坝碾压过程实时监控系统(参见文献[13,14]),按一定时间间隔(如1s),实时采集土石坝坝料碾压过程中的行进速度ν、压实厚度h、激振力输出状态J和碾压遍数n等碾压参数及其对应的动态位置坐标,并将上述数据发送存储至远程数据库服务器。
(2)实时采集坝料压实效果指标C
利用安装在碾压机上的坝料压实效果实时监测装置,按一定时间间隔(如2s),实时采集坝料碾压过程的压实效果指标C及其对应的动态位置坐标,并发送存储至远程数据库服务器。
这里,压实效果指标C定义为
式中,A2,A4分别是碾轮在碾压过程中的加速度过程频谱分析得到的基频和二次谐频分量对应的振幅。碾轮的加速度过程可由安装在碾轮上的加速度计(如Analog公司的ADIS16227)实时测得。C是能反映坝料压实质量(对于心墙坝料是压实度D;对于堆石坝料是干密度ρ或孔隙率e)的间接表征指标;且C越大,坝料的压实质量越好。
(3)试坑试验信息PDA采集
在施工仓面上,利用具备GPRS功能的PDA(Personal Digital Assistant)设备(如Android操作系统的三星Galaxy Note)上安装的定制开发的客户端软件,采集试坑点现场及室内试验结果信息,包括试坑点坐标、坝料名称、含水率w及级配P及压实质量(压实度D,或干密度ρ,或孔隙率e),并将这些数据利用GPRS网络无线传送至远程数据库服务器。
(4)料场料源试验信息PDA采集
在各个坝料料场,利用需具备GPRS功能的PDA(Personal Digital Assistant)设备(如Android操作系统的三星Galaxy Note)上安装定制开发的客户端软件,采集料场处料源试验信息,包括坝料名称、含水率w及级配P,并将这些数据利用GPRS网络无线传送至远程数据库服务器。
(5)确定试坑点处的碾压参数与压实效果指标
利用步骤(1)和步骤(2)实时采集的碾压参数(ν、h、J、n)、压实效果指标C及其相应位置的坐标,并根据各试坑点的坐标,可确定每个试坑点处的碾压参数(ν、h、J、n)和压实效果指标C,以及该试坑点的坝料名称、含水率w、级配P及压实质量(压实度D,或干密度ρ,或孔隙率e),由此构成不同坝料的试坑点样本。
(6)分析坝料压实质量与碾压参数、压实效果指标的相关性
根据采集到的足够多的试坑点样本数据,分析不同坝料的压实质量(压实度D,或干密度ρ,或孔隙率e)与碾压参数、压实效果指标的相关性。根据相关性大小,确定压实质量回归模型的变量。需要注意的是,不同工程压实质量(D或ρ或e)与碾压参数(ν、h、J、n)、C的相关性各有不同,故不同工程回归模型的变量不尽相同。
(7)建立坝料压实质量回归模型(评估模型)
根据相关性分析确定的回归模型的变量,以及各坝料试坑处的样本数据,分别建立不同坝料下压实质量(D或ρ或e)与碾压参数(ν、h、J、n),压实效果指标C以及坝料料性(含水率w、级配P)的回归模型,即坝料压实质量的评估模型。建立的模型可表达如下:
Z=f(n,v,h,J,C,P,w)
式中,Z不同坝料的压实质量,对于心墙坝料是压实度D,对堆石坝料而言为干密度ρ或孔隙率e;f(·)为回归函数,可通过回归分析方法确定。此外,该模型需通过显著性检验才可使用,否则需采集更多的样本数据,来建立可通过显著性检验的回归模型(评估模型)。
以心墙坝料为例,其压实质量可用压实度D来反映;且考虑到实际碾压过程中激振力输出状态J基本不发生变化,则J与压实度D之间的相关性很小,故可在回归模型中不考虑变量J。由此,心墙坝料的压实质量评估模型可以写为:
D=fc(n,v,h,C,P,w)
式中,fc(·)为心墙坝料压实度的回归函数,可通过回归分析方法确定,该模型也需通过显著性检验。对于堆石坝料,其干密度ρ或孔隙率e的回归模型(评估模型)的建立方法同如上心墙坝料。
(8)确定当前施工仓面,开始碾压过程监控
根据土石坝施工进程,确定下一个施工仓面,包括仓面的名称、仓面的几何边界坐标、该仓坝料名称,以及施工该仓面的安装碾压过程实时监控系统和坝料压实效果实时监测装置的碾压机;接着,开始碾压施工,同时开始碾压过程监控。
(9)实时采集当前施工仓面的碾压参数
利用安装在碾压机上的土石坝实时碾压过程监控系统,按一定时间间隔(如1s)实时采集碾压机动态坐标以及碾压过程中的碾压参数(ν、h、J、n),并存储至远程数据库服务器中。
(10)实时采集当前施工仓面的压实效果指标
利用安装在碾压机上的土石坝坝料压实效果指标实时监测装置,按一定时间间隔(如2s),实时采集碾压过程中的压实效果指标C及其对应的动态位置坐标,并存储至远程数据库服务器中。
(11)确定施工仓面每个网格处的碾压参数和压实效果指标
按采样精度——其由步骤(9)和步骤(10)中的采样时间间隔确定,取两者采样间隔长的(如间隔2s),来确定该时间间隔下碾压机行走的大概距离,如2m——将当前施工仓面网格化(如由2m×2m的众多网格组成),利用步骤(9)和步骤(10)采集的存储在数据库中的信息,按位置坐标,给每个网格赋值,确定每个网格的碾压参数(ν、h、J、n)和压实效果指标C。
这里需要注意的是:
①压实厚度h、碾压遍数n、压实效果指标C为该网格处碾压机最后一遍经过时采集的值;
②行进速度ν、激振力输出状态J取多次经过该网格处的平均值;
③若某个网格中包含多个采样值时,则取多个采集值的平均值作为该网格的赋值。
(12)确定当前施工仓面的坝料料性
根据碾压结束后的现场试坑试验,利用如步骤(3)的PDA设备,采集当前施工仓面的坝料名称及坝料料性(包括含水率w、级配P)。若当前施工仓面尚无现场试坑试验时,可以利用步骤(4)的PDA设备采集的该坝料料场处的料源试验信息,包括坝料名称及含水率w、级配P。当两者都具备时,以现场试坑试验结果为准;当有多个试坑时,当前施工仓面的坝料含水率w、级配P取多个试坑试验的均值,且假设全仓面任意网格处的含水率w、级配P均相同。
(13)当前施工仓面每个网格处压实质量评估
根据步骤(7)建立的压实质量评估模型,以及步骤(11)和步骤(12)确定的每个网格处的碾压参数、压实效果指标C值,计算当前施工仓面每个网格处的压实质量(压实度D,或干密度ρ,或孔隙率e)。
(14)压实质量空间插值
考虑到网格在整个仓面上是离散的(如每个网格为2m×2m),为了实现压实质量在全仓面任意位置处的赋值,须进行压实质量空间插值,可采用距离加权反比法或Kriging插值法进行压实质量空间插值。由此,可得到当前施工仓面任意位置处的压实质量值,输出压实质量云图或等值线图,并将结果存储至数据库服务器。
(15)全仓面压实质量分析与施工反馈控制
根据步骤(14)得到的任意位置处的压实质量,并根据设定的压实质量控制标准,如心墙区坝料的压实度D≥98%,可分析压实质量合格或不合格区域,并用不同颜色在压实质量云图或等值线图中标识,以示区别;同时,可计算全仓面压实质量的合格率R为
式中,S1为压实质量合格区域的面积,S2为当前施工仓面的总面积。然后,根据上述结果,反馈指导现场施工,及时地对不合格区域采取补碾及相应补救措施。
Claims (3)
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。
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ν、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ρ,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(1)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,以确定压实质量回归模型的变量;
(7)建立坝料压实质量回归模型,即压实质量评估模型;
(8)确定当前施工仓面,开始碾压过程监控;
(9)利用安装在碾压机上的土石坝实时碾压过程监控系统,实时采集当前施工仓面的碾压参数(v,h,J,n)及其对应的动态位置坐标;
(10)利用安装在碾压机上的土石坝坝料压实效果指标实时监测装置,实时采集当前施工仓面碾压过程中的压实效果指标C及其对应的动态位置坐标;
(11)将当前施工面网格化,利用步骤(9)和步骤(10)采集的存储在数据库中的信息,确定施工仓面每个网格处的碾压参数和压实效果指标;
(12)利用如步骤(3)采集当前施工仓面的坝料名称、坝料料性,或利用步骤(4)采集的该坝料料场处做的含水率、级配,确定当前施工仓面每个网格处的坝料料性,坝料料性包括含水率w、级配P;
(13)根据步骤(7)建立的模型,以及步骤(11)和步骤(12)确定的每个网格处的碾压参数、压实效果指标值和坝料料性,可评估当前施工仓面每个网格处的压实质量,压实质量指标包括压实度D,或干密度ρ,或孔隙率e;
(14)采用压实质量空间插值方法,进行压实质量空间插值,得到当前施工仓面任意位置处的压实质量值,输出压实质量云图或等值线图;
(15)根据步骤(14)得到的任意位置处的压实质量,并根据设定的压实质量控制标准,分析质量合格或不合格区域,并计算全仓面压实质量的合格率;用于反馈指导现场施工,以便及时对不合格区域采取补碾及相应补救措施。
3.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,步骤(7)具体为:根据步骤(6)确定的回归模型变量,以及各坝料试坑处的样本数据,分别建立不同坝料下压实质量与碾压参数、压实效果指标C及坝料料性的回归模型,即坝料压实质量评估模型:Z=f(n,v,h,J,C,P,w),碾压参数包括:行进速度ν、压实厚度h、激振力输出状态J、碾压遍数n,坝料料性包括含水率w、级配P,Z为不同坝料的压实质量,对于心墙坝料是压实度D,对堆石坝料而言为干密度ρ或孔隙率e;f(·)为回归函数,可通过回归分析方法确定。
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---|---|
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Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103850241A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-06-11 | 天津大学 | 土石坝碾压激振频率和激振力实时监控系统及监控方法 |
CN104233996A (zh) * | 2014-09-23 | 2014-12-24 | 天津大学 | 面板堆石坝施工碾压质量孔隙率-可靠性二元评价方法 |
CN105220677A (zh) * | 2015-09-06 | 2016-01-06 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 一种掺砾土料含水率的调节方法 |
CN106251250A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-12-21 | 张波 | 路基压实病害识别方法及系统 |
CN107038524A (zh) * | 2017-03-20 | 2017-08-11 | 天津大学 | 考虑参数不确定性的碾压混凝土坝施工质量综合评价方法 |
CN107679293A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-02-09 | 三峡大学 | 一种适用于堆石坝坝料室内力学参数和碾压施工参数相互优选的方法 |
CN108153989A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-06-12 | 天津大学 | 考虑参数不确定性影响的混凝土坝压实质量快速预测方法 |
CN108254068A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-07-06 | 清华大学 | 一种填筑工程压实质量的振动能量在线检测系统 |
CN108334668A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-07-27 | 天津大学 | 考虑参数不确定性影响的土石坝压实质量快速预测方法 |
CN108717082A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-10-30 | 清华大学 | 一种基于集成声波检测技术的土石料压实质量连续评估方法 |
CN108914751A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-30 | 汤永红 | 一种用于道路路基路面智能压实监控的系统 |
CN109871633A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-06-11 | 中国水利水电第七工程局有限公司 | 一种碾压混凝土压实质量实时可视化馈控方法 |
CN110133099A (zh) * | 2019-05-11 | 2019-08-16 | 四川大学 | 基于土体共振频率的堆石坝压实质量控制方法 |
CN111444560A (zh) * | 2020-02-29 | 2020-07-24 | 天津大学 | 考虑下垫面影响的高填方压实质量实时评价方法 |
CN111737804A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-10-02 | 中水东北勘测设计研究有限责任公司 | 一种堆石坝填筑碾压施工过程监控及验收检验的方法 |
CN111735736A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-02 | 中水东北勘测设计研究有限责任公司 | 一种快速、准确检测堆石坝碾压施工质量的方法 |
CN112613092A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-04-06 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种路基压实度空间分布的预测方法和预测装置 |
CN112924310A (zh) * | 2020-09-03 | 2021-06-08 | 中节能建设工程设计院有限公司 | 基于土体刚度的堆石坝料压实质量检测方法 |
CN112942294A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-06-11 | 西南交通大学 | 一种路基均匀性检测方法、装置、设备及可读存储介质 |
CN113640175A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-11-12 | 中国水利水电科学研究院 | 土石坝料压实质量评价方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011017234A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Takenaka Komuten Co Ltd | 建物基礎の載荷試験方法 |
NL2004048C2 (nl) * | 2010-01-05 | 2011-07-06 | Geodynamic B V | Werkwijze voor het berekenen van het draagvermogen van een funderingspaal. |
CN102759491A (zh) * | 2012-06-20 | 2012-10-31 | 中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院 | 堆石体碾压密度测定方法及装置 |
-
2013
- 2013-01-07 CN CN2013100044471A patent/CN103015391A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011017234A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Takenaka Komuten Co Ltd | 建物基礎の載荷試験方法 |
NL2004048C2 (nl) * | 2010-01-05 | 2011-07-06 | Geodynamic B V | Werkwijze voor het berekenen van het draagvermogen van een funderingspaal. |
CN102759491A (zh) * | 2012-06-20 | 2012-10-31 | 中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院 | 堆石体碾压密度测定方法及装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
柳育刚: "心墙坝料压实质量实时评估理论方法及应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》, no. 07, 15 July 2012 (2012-07-15) * |
Cited By (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103850241B (zh) * | 2014-02-20 | 2016-03-02 | 天津大学 | 土石坝碾压激振频率和激振力实时监控系统及监控方法 |
CN103850241A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-06-11 | 天津大学 | 土石坝碾压激振频率和激振力实时监控系统及监控方法 |
CN104233996A (zh) * | 2014-09-23 | 2014-12-24 | 天津大学 | 面板堆石坝施工碾压质量孔隙率-可靠性二元评价方法 |
CN104233996B (zh) * | 2014-09-23 | 2016-05-25 | 天津大学 | 面板堆石坝施工碾压质量孔隙率-可靠性二元评价方法 |
CN105220677A (zh) * | 2015-09-06 | 2016-01-06 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 一种掺砾土料含水率的调节方法 |
CN106251250A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-12-21 | 张波 | 路基压实病害识别方法及系统 |
CN107038524B (zh) * | 2017-03-20 | 2020-03-10 | 天津大学 | 考虑参数不确定性的碾压混凝土坝施工质量综合评价方法 |
CN107038524A (zh) * | 2017-03-20 | 2017-08-11 | 天津大学 | 考虑参数不确定性的碾压混凝土坝施工质量综合评价方法 |
CN107679293B (zh) * | 2017-09-15 | 2020-10-02 | 三峡大学 | 堆石坝室内力学参数和碾压施工参数相互优选的方法 |
CN107679293A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-02-09 | 三峡大学 | 一种适用于堆石坝坝料室内力学参数和碾压施工参数相互优选的方法 |
CN108153989A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-06-12 | 天津大学 | 考虑参数不确定性影响的混凝土坝压实质量快速预测方法 |
CN108334668A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-07-27 | 天津大学 | 考虑参数不确定性影响的土石坝压实质量快速预测方法 |
CN108153989B (zh) * | 2018-01-09 | 2020-04-21 | 天津大学 | 考虑参数不确定性影响的混凝土坝压实质量快速预测方法 |
CN108254068A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-07-06 | 清华大学 | 一种填筑工程压实质量的振动能量在线检测系统 |
CN108717082A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-10-30 | 清华大学 | 一种基于集成声波检测技术的土石料压实质量连续评估方法 |
CN108914751A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-30 | 汤永红 | 一种用于道路路基路面智能压实监控的系统 |
CN109871633A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-06-11 | 中国水利水电第七工程局有限公司 | 一种碾压混凝土压实质量实时可视化馈控方法 |
CN109871633B (zh) * | 2019-03-01 | 2023-05-12 | 中国水利水电第七工程局有限公司 | 一种碾压混凝土压实质量实时可视化馈控方法 |
CN110133099B (zh) * | 2019-05-11 | 2020-04-14 | 四川大学 | 基于土体共振频率的堆石坝压实质量控制方法 |
CN110133099A (zh) * | 2019-05-11 | 2019-08-16 | 四川大学 | 基于土体共振频率的堆石坝压实质量控制方法 |
CN111444560A (zh) * | 2020-02-29 | 2020-07-24 | 天津大学 | 考虑下垫面影响的高填方压实质量实时评价方法 |
CN111444560B (zh) * | 2020-02-29 | 2024-04-16 | 天津大学 | 考虑下垫面影响的高填方压实质量实时评价方法 |
CN111737804A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-10-02 | 中水东北勘测设计研究有限责任公司 | 一种堆石坝填筑碾压施工过程监控及验收检验的方法 |
CN111735736A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-02 | 中水东北勘测设计研究有限责任公司 | 一种快速、准确检测堆石坝碾压施工质量的方法 |
CN112924310A (zh) * | 2020-09-03 | 2021-06-08 | 中节能建设工程设计院有限公司 | 基于土体刚度的堆石坝料压实质量检测方法 |
CN112924310B (zh) * | 2020-09-03 | 2022-08-19 | 中节能建设工程设计院有限公司 | 基于土体刚度的堆石坝料压实质量检测方法 |
CN112613092A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-04-06 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种路基压实度空间分布的预测方法和预测装置 |
CN112942294A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-06-11 | 西南交通大学 | 一种路基均匀性检测方法、装置、设备及可读存储介质 |
CN112942294B (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-31 | 西南交通大学 | 一种路基均匀性检测方法、装置、设备及可读存储介质 |
CN113640175A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-11-12 | 中国水利水电科学研究院 | 土石坝料压实质量评价方法 |
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