CN115310168A - 一种高铁填料振动压实力学状态评估方法及系统 - Google Patents

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CN115310168A CN202210805654.6A CN202210805654A CN115310168A CN 115310168 A CN115310168 A CN 115310168A CN 202210805654 A CN202210805654 A CN 202210805654A CN 115310168 A CN115310168 A CN 115310168A
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Abstract

本公开涉及一种高铁填料振动压实力学状态评估方法及系统，方法包括以下步骤：S01、对待测填料做振动压实试验，获得所述待测填料基于滞后相位角修正的振动压实刚度；S02、对所述待测填料做室内载荷试验，获得所述待测填料的强度K20；S03、基于所述振动压实刚度和所述强度K20，评估所述待测填料的振动压实力学状态。系统用于实现上述方法。本公开引入振动压实刚度和强度作为力学状态评估指标，可更好地匹配现场振动压实标准，可更全面地反映和评估填料压实状态下的力学性能，实现关于填料室内振动试验的刚度和强度的高效、全面和准确分析，有效提升了压实效果评估试验的水平。

Description

一种高铁填料振动压实力学状态评估方法及系统
技术领域
本公开涉及路基填料力学性能分析技术领域，具体涉及一种高铁填料振动压实力学状态评估方法及系统。
背景技术
高铁路基长期承载轨道和列车荷载，是极为重要的基础设施，路基的静动变形控制标准达毫米级，因此对路基的填筑质量和填筑效率有严格要求。
高铁路基是由散粒体填料(以下简称填料)压密形成，其服役性能与压密质量密切相关，对填料做室内振动压实试验，评估其在不同压实状态下的力学性能，将有助于指导实际的高铁填筑施工。目前对于高铁路基压实质量检测的物理指标主要是压实度K，压实度K是综合现场实测干密度和室内击实试验的最大干密度计算所得。
在工程实践中，铁路现场压实标准不仅仅包括上述的压实度K，还包括力学指标地基系数K30、动态变形模量Evd。一般而言，随着压实密度的增大，其路基强度和刚度也会得到对应提高，然而粗粒土作为一类较为复杂的混合材料，其性质与颗粒大小、形状、含水率和级配等参数密切相关，其关联因素较多导致其具有较大的变异性，压实密度的增大是否必然使得刚度和强度等力学指标也随之增大，需要根据实际情况具体分析。
在现有的铁路室内压实试验中，通常仅考虑压实物理状态变化指标干密度ρd，缺乏多层次力学评价指标，尤其是缺少从强度变形、填料刚度等方向去评估填料力学性能的方案，导致室内压实标准与现场振动压实标准的匹配性很低，难以全面地评估填料压实状态下的力学性能，限制了室内振动压实试验的推广应用。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本公开目的在于提供一种高铁填料振动压实力学状态评估方法及系统。本公开引入振动压实刚度和强度作为力学状态评估指标，可更好地匹配现场振动压实标准，可更全面地反映和评估填料压实状态下的力学性能，实现关于填料室内振动试验的刚度和强度的高效、全面和准确分析，有效提升了压实效果评估试验的水平。
本公开所述的一种高铁填料振动压实力学状态评估方法，包括以下步骤：
S01、对待测填料做振动压实试验，获得所述待测填料基于滞后相位角修正的振动压实刚度；
S02、对所述待测填料做室内载荷试验，获得所述待测填料的强度K20；
S03、基于所述振动压实刚度和所述强度K20，评估所述待测填料的振动压实力学状态。
优选地，所述步骤S01包括：
S011、根据所述振动压实试验所得位移变化-时域曲线和激振力-时域曲线，计算所述滞后相位角；
S012、根据所述振动压实试验参数，计算所述待测填料的刚度指标；
S013、基于所述滞后相位角，对所述刚度指标进行修正，计算获得所述振动压实刚度。
优选地，所述步骤S011中，按如下公式计算所述滞后相位角
Figure BDA0003737202890000021
Figure BDA0003737202890000022
Figure BDA0003737202890000023
其中，
Figure BDA0003737202890000024
表示滞后相位角，Δt表示一个采样周期内相邻振动设备振动位移与激振力的幅值的时间差，ω表示偏心块的转动角速度，k表示一个采样周期内位移的周期数，Δti表示一个采样周期内的第i个时间差。
优选地，所述步骤S012中，按如下公式计算所述待测填料的刚度指标K'2：
Figure BDA0003737202890000025
其中，ω表示偏心块的转动角速度，
Figure BDA0003737202890000026
表示振动设备的振动加速度，
Figure BDA0003737202890000027
表示振动设备的振动速度，x表示振动设备的振动位移，me表示偏心块质量，md表示振动单元质量，re表示偏心距。
优选地，所述步骤S013中，按如下公式计算所述振动压实刚度K2：
Figure BDA0003737202890000031
优选地，所述步骤S02包括：
S021、基于下沉量指标和荷载强度指标按如下公式计算现场平板载荷试验指标K30：
K30＝σs/Ss；
其中，Ss表示现场下沉量，σs表示下沉量基准值所对应的现场荷载强度；
S022、分析缩尺之后的模型相对于原始尺寸试验结果的替代性，确定室内外平板载荷试验的各物理量相似比，基于相似理论进行室内外平板载荷试验的相似判定，获得室内外平板载荷试验的试样应变相似比Cε；
S023、根据所述现场平板载荷试验指标K30和所述试样应变相似比Cε，计算所述强度K20。
优选地，所述步骤S022中，确定室内外平板载荷试验的各物理量相似比具体为：
按如下公式确定试件的几何相似比：
Figure BDA0003737202890000032
按如下公式确定填料模量相似比：
Figure BDA0003737202890000033
按如下公式确定填料泊松比：
Figure BDA0003737202890000034
按如下公式确定应力相似比：
Figure BDA0003737202890000035
按如下公式确定所述试样应变相似比Cε：
Figure BDA0003737202890000036
基于相似理论进行室内外平板载荷试验的相似判定具体为：
μ0＝μ1；
Figure BDA0003737202890000041
Figure BDA0003737202890000042
Figure BDA0003737202890000043
优选地，所述步骤S023中，按如下公式计算所述强度K20：
K20＝σ0/S0；
S0＝Ss*Cε；
其中，S0表示室内试验下沉量，σ0表示下沉量基准值所对应的室内荷载强度。
本公开所述的一种高铁填料振动压实力学状态评估系统，包括：
振动压实刚度分析模块，其用于对待测填料做振动压实试验，获得所述待测填料基于滞后相位角修正的振动压实刚度；
强度变形分析模块，其用于对所述待测填料做载荷试验，获得所述待测填料的强度K20；
力学状态评估模块，其用于基于所述振动压实刚度和所述强度K20，评估所述待测填料的振动压实力学状态。
优选地，所述振动压实刚度分析模块包括：
振动压实设备，其用于进行振动压实试验；
数据采集单元，其用于采集振动压实设备的振动加速度和偏心块转动角速度；
数据传输单元，其与所述数据采集单元信号连接，用于传输数据；
预处理和展示单元，其与所述数据传输单元信号连接，用于预处理并展示所采集的数据。
优选地，所述强度变形分析模块包括：
成样容器，其用于承载待测填料；
施力单元，其设置在所述成样容器的上方，用于施力挤压所述待测填料；
测力单元，其与所述施力单元相连接，用于测量所述施力单元施加的压力；
位移检测单元，其与所述施力单元相连接，用于测量所述施力单元的下压深度。
本公开所述的一种高铁填料振动压实力学状态评估方法及系统，其优点在于，本公开通过引入振动压实刚度和填料的强度作为室内压实试验的评价指标，解决了现有压实状态的评估以干密度作为单一评价物理指标为主，缺少多层次力学评价指标的问题。通过振动压实刚度和填料的强度来分别对应力学地基系数K30和动态变形模量Evd，使得室内压实试验能更好地匹配现场振动压实标准，可更全面地反映和评估填料压实状态下的力学性能，实现关于填料室内振动试验的刚度和强度的高效、全面和准确分析，有效提升了压实效果评估试验的水平，有利于室内振动压实试验的推广应用，也有助于提升高铁路基的填筑质量。
附图说明
图1是本实施例所述一种高铁填料振动压实力学状态评估方法的步骤流程图；
图2是本实施例所述一种高铁填料振动压实力学状态评估方法步骤1的流程图；
图3是本实施例所述一种高铁填料振动压实力学状态评估方法步骤2的流程图；
图4是本实施例所述一种高铁填料振动压实力学状态评估系统的结构框图；
图5是本实施例所述振动压实刚度分析模块的结构框图；
图6是本实施例所述强度变形分析模块的结构示意图；
图7是本实施例振动压实试验所得位移变化-时域曲线和激振力-时域曲线示意图；
图8是本实施例振动压实试验中所构建的2自由度动力学模型的示意图；
图9是本实施例振动压实试验中试验填料的级配曲线图；
图10是本实施例振动压实试验中滞后相位角随振动时间的变化图；
图11是本实施例振动压实试验中填料振动压实刚度的计算结果图；
图12是本实施例振动压实过程中强度K20的计算结果图。
附图标记说明：10-振动压实刚度分析模块，101-振动压实设备，102-数据采集单元，103-数据传输单元，104-预处理和展示单元，20-强度变形分析模块，201-成样容器，202-施力单元，203-测力单元，204-位移检测单元，30-力学状态评估模块。
具体实施方式
如图1-图12所示，本公开所述的一种高铁填料振动压实力学状态评估方法，包括以下步骤：
S01、对待测填料做振动压实试验，获得待测填料基于滞后相位角修正的振动压实刚度；
步骤S01具体包括：
S011、根据所述振动压实试验所得位移变化-时域曲线和激振力-时域曲线，计算所述滞后相位角；具体如下：
考虑滞后相位角对振动压实刚度计算的影响，同时考虑滞后相位角会随着填料压实程度和振动频率发生变化，因此在得到如图7所示的振动压实试验的位移变化-时域曲线和激振力-时域曲线后，对比各周期内峰值的时间间隔Δt，按如下公式计算所述滞后相位角
Figure BDA0003737202890000061
Figure BDA0003737202890000062
Figure BDA0003737202890000063
其中，
Figure BDA0003737202890000064
表示滞后相位角，Δt表示一个采样周期内相邻振动设备振动位移与激振力的幅值的时间差，ω表示偏心块的转动角速度，k表示一个采样周期内位移的周期数，Δti表示一个采样周期内的第i个时间差。
S012、根据所述振动压实试验参数，计算所述待测填料的刚度指标；具体如下：
结合理论方法，建立如图8所示的2自由度动力学模型，通过该模型来计算填料的刚度指标，该模型由上到下依次配重块、振动单元和填料，配重块与振动单元之间采用弹簧和阻尼接触，将填料类比做弹簧和阻尼。
假设作用于填料的力位于填料的弹塑性内，对振动压实设备101做受力平衡分析，得到以下公式：
Figure BDA0003737202890000065
按如下公式计算振动设备的激振力：
F＝mereω2sin(ωt)；
综合上述两条公式，可得刚度指标K'2的计算公式：
Figure BDA0003737202890000066
其中，ω表示偏心块的转动角速度，
Figure BDA0003737202890000071
表示振动设备的振动加速度，
Figure BDA0003737202890000072
表示振动设备的振动速度，x表示振动设备的振动位移，me表示偏心块质量，md表示振动单元质量，re表示偏心距。
上述参数均为振动压实试验的常用参数，均可通过读取振动压实仪器的参数或是设置对应的常规传感元件检测获得。
S013、基于所述滞后相位角，对所述刚度指标进行修正，计算获得所述振动压实刚度，具体如下：
在如图8所示的2自由度动力学模型中，上侧模块与下侧模块的相互作用力不计，只考虑上部静载配重，简化上述的刚度指标K'2计算公式，得下式：
Figure BDA0003737202890000073
基于简谐振动理论，当振动设备的速度为0，即
Figure BDA0003737202890000074
时，此时振动设备加速度和位移取最大值，假定t＝t0时刻激振力达最大值，t＝t1时刻振动设备位移达最大值，且t0、t1时刻相差等于滞后相位角
Figure BDA0003737202890000075
一个振动周期内各时刻对应的填料刚度不变，可用t＝t1时刻的刚度K2表征整个周期内的刚度值K2；综上建立修正滞后相位角后的振动压实刚度计算公式：
Figure BDA0003737202890000076
S02、对所述待测填料做室内载荷试验，获得所述待测填料的强度K20；
步骤S02具体包括：
S021、基于下沉量指标和荷载强度指标按如下公式计算现场平板载荷试验指标K30：
K30＝σs/Ss；
其中，Ss表示现场下沉量，σs表示下沉量基准值所对应的荷载强度；在常规的载荷试验中，Ss为固定值1.25mm。
S022、分析缩尺之后的模型相对于原始尺寸试验结果的替代性，确定室内外平板载荷试验的各物理量相似比；基于相似理论进行室内外平板载荷试验的相似判定，获得室内外平板载荷试验的试样应变相似比Cε；
具体的，缩尺模型主要考虑试验现场载荷板尺寸与室内振动压实设备101的土样直径之间存在的尺寸效应，如，当室内振动压实设备101的土样直径为300mm，现场平板载荷试验中载荷板尺寸为300mm，为了保证室内测量压实指标与现场测试所得K30结果相对应，则将室内试验中载荷板尺寸设为200mm。
室内振动压实仪采用的土样尺寸为300mm，不满足K30测试对载荷板尺寸的尺寸要求，K30可反映1.5～2倍载荷板直径范围内的土样强度，因此选用室内载荷板直径为200mm。
为了保证室内所测试的压实指标与现场测试地基系数指标相同，载荷板尺寸必须满足相似理论才能得到有效的分析结论。
其中，确定室内外平板载荷试验的各物理量相似比具体为：
按如下公式确定试件的几何相似比：
Figure BDA0003737202890000081
按如下公式确定填料模量相似比：
Figure BDA0003737202890000082
按如下公式确定填料泊松比：
Figure BDA0003737202890000083
按如下公式确定应力相似比：
Figure BDA0003737202890000084
按如下公式确定所述试样应变相似比Cε：
Figure BDA0003737202890000085
结合相似理论将各物理量之间的关系进行运算转化为无量纲方程，进行室内载荷试验相似判定具体为：
μ0＝μ1；
Figure BDA0003737202890000091
Figure BDA0003737202890000092
Figure BDA0003737202890000093
S023、根据所述现场平板载荷试验指标K30和所述试样应变相似比Cε，计算所述强度K20，具体的，按如下公式计算所述强度K20：
K20＝σ0/S0；
S0＝Ss*Cε；
其中，S0表示室内试验下沉量，σ0表示下沉量基准值所对应的室内荷载强度，如，由于室内试验和室外现场试验中填料保持一致，即填料的泊松比和弹性模量基本一致，即上述填料模量相似比和填料泊松比约等于1，以上述现场平板载荷试验中载荷板尺寸为300mm，室内试验中载荷板尺寸为200mm为例，则上述几何相似比为2/3，由几何相似比及上述公式可得试样应变相似比为2/3。
为保证室内外试验中试样表面的应力值相等，由公式
Figure BDA0003737202890000094
可得室内外试验中竖向加载应为4:9，则有：
如以上述Ss为固定值1.25mm为例，则
Figure BDA0003737202890000095
再由上述强度K20的计算公式计算获得所述强度K20。
S03、基于所述振动压实刚度和所述强度K20，评估所述待测填料的振动压实力学状态，具体的，根据高铁路基的填筑质量和填筑效率以及铁路现场压实标准中关于力学指标地基系数K30、动态变形模量Evd的要求，对填料的综合振动压实力学状态进行分析评估。
本公开通过引入振动压实刚度和填料的强度作为室内压实试验的评价指标，解决了现有压实状态的评估以干密度作为单一评价物理指标为主，缺少多层次力学评价指标的问题。通过振动压实刚度和填料的强度来分别对应力学地基系数K30和动态变形模量Evd，使得室内压实试验能更好地匹配现场振动压实标准，可更全面地反映和评估填料压实状态下的力学性能，实现关于填料室内振动试验的刚度和强度的高效、全面和准确分析，有效提升了压实效果评估试验的水平，有利于室内振动压实试验的推广应用，也有助于提升高铁路基的填筑质量。
如图4所示的，本实施例还提供了一种高铁填料振动压实力学状态评估系统，包括：
振动压实刚度分析模块10，其用于对待测填料做振动压实试验，获得所述待测填料基于滞后相位角修正的振动压实刚度；
强度变形分析模块20，其用于对所述待测填料做载荷试验，获得所述待测填料的强度K20；
力学状态评估模块30，其用于基于所述振动压实刚度和所述强度K20，评估所述待测填料的振动压实力学状态。
具体的，如图5所示的，振动压实刚度分析模块10包括：
振动压实设备101，通常为振动压实仪，其用于对填料进行振动压实试验；
数据采集单元102，其用于采集振动压实设备101的振动加速度和偏心块转动角速度；数据采集单元102具体包括三向加速度传感器和霍尔传感器，数据采集单元102与动态测试设备，如东华动态测试设备信号连接。三向加速度传感器固定在振动设备的一侧，可分别测得X、Y、Z三个方向的振动加速度。霍尔传感器固定在振动压实设备101偏心块的一侧且不随偏心块转动的位置，感应的磁铁片则连接在偏心块上，用于在偏心块转动时采集偏心块转动角速度，以用于计算得出滞后相位角。
数据传输单元103，其与所述数据采集单元102信号连接，用于传输数据；
预处理和展示单元104，其与所述数据传输单元103信号连接，用于预处理并展示所采集的数据。预处理和展示单元104可以为搭载在电脑端的动态测试设备自带的分析软件及其展示界面，通过对采集的加速度数据做两次频率积分运算可以得到如图7所示的位移变化-时域曲线和激振力-时域曲线并展示。
如图6所示的，强度变形分析模块20包括：
成样容器201，其用于承载待测填料；
施力单元202，其设置在所述成样容器201的上方，用于施力挤压所述待测填料；施力单元202可采用千斤顶等液压加压设备。
测力单元203，其与所述施力单元202相连接，用于测量所述施力单元202施加的压力；可采用测力环或是力传感器等。
位移检测单元204，其与所述施力单元202相连接，用于测量所述施力单元202的下压深度。可采用百分表或是位移传感器等。
上述的强度变形分析模块20用于进行常规的室内载荷试验。
本实施例的一种高铁填料振动压实力学状态评估系统与上述的方法实施例基于相同的发明构思，可参照上文关于方法实施例的描述进行理解，在此不再赘述。
以下将结合上述内容，完整地描述本实施例高铁填料振动压实力学状态评估方法的施行过程。
获取试验填料并设置试验的振动参数。
所述试验填料取自于京雄高铁路基填料，通过筛分试验和击实试验确定了填料的级配和最优含水率曲线如图9所示。该填料级配最大粒径为40mm，曲率系数Cc为1.0，不均匀系数Cu为80，最优含水率为6％。
设置振动频率为20～35Hz，振动幅值为0.6mm，容器直径为D＝300mm。
连接好高铁填料室内振动压实填料刚度分析模块中的各个单元，接通电源，启动系统；在系统的数据展示和预处理端得到位移变化的时域曲线和激振力时域曲线，对比各周期内峰值时间间隔并计算不同振动时间下填料的滞后相位角，结果如图10所示。
由图10可知，随着填料压实度增加，滞后相位角逐渐减小，且当填料被压实后，滞后相位角逐渐于平缓。在填料压实过程中，系统固有频率增加，而外界输入频率不变，导致频率比逐渐减小，且无量纲阻尼也逐渐减小，进而使得滞后相位角减小，随着压实程度的增加，系统固有频率保持不变，填料刚度和阻尼基本保持不变，滞后相位角也随着稳定。
通过基于滞后相位角修正的振动压实刚度分析方法计算进行室内振动压实填料刚度分析，得到结果如图11所示；
由图11可知，当振动频率小于25Hz，填料刚度随振动频率的增大而增大；大于25Hz时，填料刚度随振动频率的增大而减小。值得注意的是当振动频率处于共振区间25～30Hz，填料刚度是逐渐减小的，这种现象可以用振动减摩机理解释。当振动频率小于25Hz时，振动强度较小，振动场中颗粒惯性力不足以使得颗粒脱离约束，振动减摩效应不明显。当振动频率大于25Hz，振动强度大，土体出现振动减摩效应，导致填料刚度减小；
综上可知，利用高铁填料室内振动压实刚度分析模块10进行高铁填料的室内振动压实刚度分析，所得到的结果符合科学规律，可以实现高铁填料的室内振动压实刚度指标的高效分析，更好地反映高铁填料的压实状态；
接好高铁填料室内振动压实填料的强度变形分析模块20中的各个单元，将填料式样放入容器中，启动系统，开展室内平板载荷试验。试验中为了保证载荷板与被压填料表面充分接触，加载前应使用千斤顶对载荷板预加少了载荷再卸除；
试验过程中，采用分级加载方法，取最大应力对应载荷结果的1/8作为荷载增量。每一级加载之后，若百分表读数在一分钟内的下沉量不足该级总沉降量的1％时，即停止加载，试验结束。
在振动压实过程中，每隔25S读取一次数据，得到试验过程中各个时刻的下沉量Ss和荷载强度σ0。
采用基于相似理论的填料强度分析方法进行分析计算，得到试验过程中各个时刻试样的平板载荷指标K20，结果如图12所示。
由图12可知，振动压实过程中K20逐渐增大，且幅度逐缓，这与既往研究中的规律相符合。当振动频率处于共振区间时，K20明显增大，说明在采用共振频率压实，可提高路基结构的承载能力。综上可知：采用高铁填料室内振动压实填料强度分析系统进行强度分析与评估，所得到的结果符合科学规律，可以实现高铁填料的室内振动压实强度指标的高效分析，较好地反映高铁填料的压实状态。
在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本公开权利要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种高铁填料振动压实力学状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01、对待测填料做振动压实试验，获得所述待测填料基于滞后相位角修正的振动压实刚度；
S02、对所述待测填料做室内载荷试验，获得所述待测填料的强度K20；
S03、基于所述振动压实刚度和所述强度K20，评估所述待测填料的振动压实力学状态。
2.根据权利要求1所述高铁填料振动压实力学状态评估方法，其特征在于，所述步骤S01包括：
S011、根据所述振动压实试验所得位移变化-时域曲线和激振力-时域曲线，计算所述滞后相位角；
S012、根据所述振动压实试验参数，计算所述待测填料的刚度指标；
S013、基于所述滞后相位角，对所述刚度指标进行修正，计算获得所述振动压实刚度。
3.根据权利要求2所述高铁填料振动压实力学状态评估方法，其特征在于，所述步骤S011中，按如下公式计算所述滞后相位角
Figure FDA0003737202880000011
Figure FDA0003737202880000012
Figure FDA0003737202880000013
其中，
Figure FDA0003737202880000014
表示滞后相位角，Δt表示一个采样周期内相邻振动设备振动位移与激振力的幅值的时间差，ω表示偏心块的转动角速度，k表示一个采样周期内位移的周期数，Δti表示一个采样周期内的第i个时间差。
4.根据权利要求3所述高铁填料振动压实力学状态评估方法，其特征在于，所述步骤S012中，按如下公式计算所述待测填料的刚度指标K'2：
Figure FDA0003737202880000015
其中，ω表示偏心块的转动角速度，
Figure FDA0003737202880000016
表示振动设备的振动加速度，
Figure FDA0003737202880000017
表示振动设备的振动速度，x表示振动设备的振动位移，me表示偏心块质量，md表示振动单元质量，re表示偏心距。
5.根据权利要求4所述高铁填料振动压实力学状态评估方法，其特征在于，所述步骤S013中，按如下公式计算所述振动压实刚度K2：
Figure FDA0003737202880000021
6.根据权利要求1所述高铁填料振动压实力学状态评估方法，其特征在于，所述步骤S02包括：
S021、基于下沉量指标和荷载强度指标按如下公式计算现场平板载荷试验指标K30：
K30＝σs/Ss；
其中，Ss表示现场下沉量，σs表示下沉量基准值所对应的现场荷载强度；
S022、分析缩尺之后的模型相对于原始尺寸试验结果的替代性，确定室内外平板载荷试验的各物理量相似比，基于相似理论进行室内外平板载荷试验的相似判定，获得室内外平板载荷试验的试样应变相似比Cε；
S023、根据所述现场平板载荷试验指标K30和所述试样应变相似比Cε，计算所述强度K20。
7.根据权利要求6所述高铁填料振动压实力学状态评估方法，其特征在于，所述步骤S022中，确定室内外平板载荷试验的各物理量相似比具体为：
按如下公式确定试件的几何相似比：
Figure FDA0003737202880000022
按如下公式确定填料模量相似比：
Figure FDA0003737202880000023
按如下公式确定填料泊松比：
Figure FDA0003737202880000024
按如下公式确定应力相似比：
Figure FDA0003737202880000031
按如下公式确定所述试样应变相似比Cε：
Figure FDA0003737202880000032
基于相似理论进行室内外平板载荷试验的相似判定具体为：
μ0＝μ1；
Figure FDA0003737202880000033
Figure FDA0003737202880000034
Figure FDA0003737202880000035
8.根据权利要求7所述高铁填料振动压实力学状态评估方法，其特征在于，所述步骤S023中，按如下公式计算所述强度K20：
K20＝σ0/S0；
S0＝Ss*Cε；
其中，S0表示室内试验下沉量，σ0表示下沉量基准值所对应的室内荷载强度。
9.一种高铁填料振动压实力学状态评估系统，其特征在于，包括：
振动压实刚度分析模块，其用于对待测填料做振动压实试验，获得所述待测填料基于滞后相位角修正的振动压实刚度；
强度变形分析模块，其用于对所述待测填料做载荷试验，获得所述待测填料的强度K20；
力学状态评估模块，其用于基于所述振动压实刚度和所述强度K20，评估所述待测填料的振动压实力学状态。
10.根据权利要求9所述高铁填料振动压实力学状态评估系统，其特征在于，所述振动压实刚度分析模块包括：
振动压实设备，其用于进行振动压实试验；
数据采集单元，其用于采集振动压实设备的振动加速度和偏心块转动角速度；
数据传输单元，其与所述数据采集单元信号连接，用于传输数据；
预处理和展示单元，其与所述数据传输单元信号连接，用于预处理并展示所采集的数据。
11.根据权利要求9所述高铁填料振动压实力学状态评估系统，其特征在于，所述强度变形分析模块包括：
成样容器，其用于承载待测填料；
施力单元，其设置在所述成样容器的上方，用于施力挤压所述待测填料；
测力单元，其与所述施力单元相连接，用于测量所述施力单元施加的压力；
位移检测单元，其与所述施力单元相连接，用于测量所述施力单元的下压深度。
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