JP2000345547A - 土の締固め管理方法及び装置 - Google Patents
土の締固め管理方法及び装置Info
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- JP2000345547A JP2000345547A JP11157357A JP15735799A JP2000345547A JP 2000345547 A JP2000345547 A JP 2000345547A JP 11157357 A JP11157357 A JP 11157357A JP 15735799 A JP15735799 A JP 15735799A JP 2000345547 A JP2000345547 A JP 2000345547A
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Road Paving Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】土の締固め状況を簡単なデータ解析だけで適切
に評価する。 【構成】本発明に係る土の締固め管理装置１は、転圧機
械に備えられた振動体の鉛直方向加速度を転圧中に計測
する加速度計２と、該加速度計で計測された加速度デー
タから基本振動数成分を除去して修正加速度データを出
力するフィルタ３と、計測加速度データと修正加速度デ
ータとをそれぞれ絶対値で積分して時間平均を求める積
分回路４と、該積分回路で求められた修正加速度データ
の積分値を計測加速度データの積分値で除して積分比率
とする演算回路５とからなる。
に評価する。 【構成】本発明に係る土の締固め管理装置１は、転圧機
械に備えられた振動体の鉛直方向加速度を転圧中に計測
する加速度計２と、該加速度計で計測された加速度デー
タから基本振動数成分を除去して修正加速度データを出
力するフィルタ３と、計測加速度データと修正加速度デ
ータとをそれぞれ絶対値で積分して時間平均を求める積
分回路４と、該積分回路で求められた修正加速度データ
の積分値を計測加速度データの積分値で除して積分比率
とする演算回路５とからなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動ローラの加速
度を用いた土の締固め管理方法及び装置に関する。
度を用いた土の締固め管理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】土地造成工事においては、どのような盛
土材料を用いてどのように締固めを行うかが重要であ
り、よく締まって密な構造になっている土は、外力に対
する抵抗が大きく、より高い安定性を保つ。したがっ
て、撒き出された盛土材料は、締め固め用の機械で十分
に締め固めなければならない。
土材料を用いてどのように締固めを行うかが重要であ
り、よく締まって密な構造になっている土は、外力に対
する抵抗が大きく、より高い安定性を保つ。したがっ
て、撒き出された盛土材料は、締め固め用の機械で十分
に締め固めなければならない。
【０００３】そのため、盛土工事を行うにあたっては、
設計時において予め盛土転圧試験を実施し、転圧機械の
機種、一層の撒き出し厚さ及び最適な転圧回数を決定す
るとともに、施工時において実際の撒き出し厚さや転圧
回数が設計値に沿ったものとなるように管理することが
盛土品質を向上させる上で不可欠となる。
設計時において予め盛土転圧試験を実施し、転圧機械の
機種、一層の撒き出し厚さ及び最適な転圧回数を決定す
るとともに、施工時において実際の撒き出し厚さや転圧
回数が設計値に沿ったものとなるように管理することが
盛土品質を向上させる上で不可欠となる。
【０００４】一方、撒き出し厚さや転圧回数を管理する
のみならず、実際の土の締固め状況を監視することも重
要であることは言うまでもない。
のみならず、実際の土の締固め状況を監視することも重
要であることは言うまでもない。
【０００５】ここで、転圧された土の締固め状況を転圧
機械である振動ローラの鉛直方向加速度から調べる方法
が知られている。かかる方法は、計測された振動ローラ
の加速度時刻歴データをフーリエ解析によって周波数領
域に変換し、次に、変換されたデータからピーク値、す
なわち卓越振動数における加速度スペクトル（パワース
ペクトル）を基本（一次）振動数での値Ａ、二次振動数
での値Ｂ、三次振動数での値Ｃとしてそれぞれ求め、し
かる後に比率（Ｂ＋Ｃ）/Ａを演算するものである。
機械である振動ローラの鉛直方向加速度から調べる方法
が知られている。かかる方法は、計測された振動ローラ
の加速度時刻歴データをフーリエ解析によって周波数領
域に変換し、次に、変換されたデータからピーク値、す
なわち卓越振動数における加速度スペクトル（パワース
ペクトル）を基本（一次）振動数での値Ａ、二次振動数
での値Ｂ、三次振動数での値Ｃとしてそれぞれ求め、し
かる後に比率（Ｂ＋Ｃ）/Ａを演算するものである。
【０００６】かかる手法は、土を締め固めていくにした
がって地盤のバネ係数も増加するという特性を利用した
ものであり、既に実用化されている。
がって地盤のバネ係数も増加するという特性を利用した
ものであり、既に実用化されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな手法では、フーリエ解析やパワースペクトル解析を
余儀なくされ、解析が煩雑となるという問題があった。
うな手法では、フーリエ解析やパワースペクトル解析を
余儀なくされ、解析が煩雑となるという問題があった。
【０００８】また、転圧材料によっては、転圧中に振動
ローラの振動輪が地表から跳ね上がってしまうことがあ
り、かかる場合には基本振動数の１／２の周波数やその
整数倍の振動数でもスペクトル値が卓越するが、上述し
た手法では、この点が何ら考慮されておらず、土の締固
め状況を適確に把握するには限度があるという問題も生
じていた。
ローラの振動輪が地表から跳ね上がってしまうことがあ
り、かかる場合には基本振動数の１／２の周波数やその
整数倍の振動数でもスペクトル値が卓越するが、上述し
た手法では、この点が何ら考慮されておらず、土の締固
め状況を適確に把握するには限度があるという問題も生
じていた。
【０００９】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、土の締固め状況を簡単なデータ解析だけで適
切に評価することが可能な土の締固め管理方法及び装置
を提供することを目的とする。
たもので、土の締固め状況を簡単なデータ解析だけで適
切に評価することが可能な土の締固め管理方法及び装置
を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る土の締固め管理方法は請求項１に記載
したように、転圧機械に備えられた振動体の鉛直方向加
速度を転圧中に計測し、計測された加速度データと該計
測加速度データから基本振動数成分が除去された修正加
速度データとをそれぞれ絶対値で積分して時間平均を求
め、しかる後に修正加速度データの積分値を計測加速度
データの積分値で除した値を積分比率とするとともに該
積分比率を土の締固め状況を評価する指標とするもので
ある。
め、本発明に係る土の締固め管理方法は請求項１に記載
したように、転圧機械に備えられた振動体の鉛直方向加
速度を転圧中に計測し、計測された加速度データと該計
測加速度データから基本振動数成分が除去された修正加
速度データとをそれぞれ絶対値で積分して時間平均を求
め、しかる後に修正加速度データの積分値を計測加速度
データの積分値で除した値を積分比率とするとともに該
積分比率を土の締固め状況を評価する指標とするもので
ある。
【００１１】また、本発明に係る土の締固め管理装置は
請求項２に記載したように、転圧機械に備えられた振動
体の鉛直方向加速度を転圧中に計測する加速度計と、該
加速度計で計測された加速度データから基本振動数成分
を除去して修正加速度データを出力するフィルタと、前
記計測加速度データと前記修正加速度データとをそれぞ
れ絶対値で積分して時間平均を求める積分回路と、該積
分回路で求められた前記修正加速度データの積分値を前
記計測加速度データの積分値で除して積分比率とする演
算回路とからなるものである。
請求項２に記載したように、転圧機械に備えられた振動
体の鉛直方向加速度を転圧中に計測する加速度計と、該
加速度計で計測された加速度データから基本振動数成分
を除去して修正加速度データを出力するフィルタと、前
記計測加速度データと前記修正加速度データとをそれぞ
れ絶対値で積分して時間平均を求める積分回路と、該積
分回路で求められた前記修正加速度データの積分値を前
記計測加速度データの積分値で除して積分比率とする演
算回路とからなるものである。
【００１２】本発明に係る土の締固め管理方法及び装置
においては、まず、振動ローラ等の転圧機械に備えられ
た振動輪等の振動体の鉛直方向加速度を転圧中に計測す
る。次に、計測された加速度データを積分回路にて絶対
値で積分、すなわち正負を別々に積分したものを総和す
る形で積分して時間平均を求め、これを計測加速度デー
タの積分値とする。
においては、まず、振動ローラ等の転圧機械に備えられ
た振動輪等の振動体の鉛直方向加速度を転圧中に計測す
る。次に、計測された加速度データを積分回路にて絶対
値で積分、すなわち正負を別々に積分したものを総和す
る形で積分して時間平均を求め、これを計測加速度デー
タの積分値とする。
【００１３】一方、計測された加速度データからフィル
タで基本振動数成分を除去して修正加速度データ（主と
して二次振動数成分及び三次振動数成分が含まれる）と
し、次いで、該修正加速度データを同様にして積分回路
で絶対値で積分して時間平均を求め、これを修正加速度
データの積分値とする。
タで基本振動数成分を除去して修正加速度データ（主と
して二次振動数成分及び三次振動数成分が含まれる）と
し、次いで、該修正加速度データを同様にして積分回路
で絶対値で積分して時間平均を求め、これを修正加速度
データの積分値とする。
【００１４】ここで、基本振動数成分を除去するフィル
タ操作を行うにあたっては、基本振動数を予め求めてお
く必要があるが、かかる基本振動数は、振動体固有の値
であるため、転圧開始前に一度だけフィルタに設定して
おけば足りる。
タ操作を行うにあたっては、基本振動数を予め求めてお
く必要があるが、かかる基本振動数は、振動体固有の値
であるため、転圧開始前に一度だけフィルタに設定して
おけば足りる。
【００１５】次に、演算回路にて修正加速度データの積
分値Ａを計測加速度データの積分値Ｂで除する、すなわ
ちＡ／Ｂを演算して積分比率とし、該積分比率を土の締
固め状況を評価する指標とする。
分値Ａを計測加速度データの積分値Ｂで除する、すなわ
ちＡ／Ｂを演算して積分比率とし、該積分比率を土の締
固め状況を評価する指標とする。
【００１６】このようにすると、転圧中に振動体が地表
から跳ね上がるような場合、例えばロック材料を転圧す
るような場合であっても、地盤からの反発エネルギーが
修正加速度データの積分値に反映され、かくして、土の
締固め状況を簡単なデータ解析だけで適切に評価するこ
とが可能となる。
から跳ね上がるような場合、例えばロック材料を転圧す
るような場合であっても、地盤からの反発エネルギーが
修正加速度データの積分値に反映され、かくして、土の
締固め状況を簡単なデータ解析だけで適切に評価するこ
とが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る土の締固め管
理方法及び装置の実施の形態について、添付図面を参照
して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等
については同一の符号を付してその説明を省略する。
理方法及び装置の実施の形態について、添付図面を参照
して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等
については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１８】図１(a)は、本実施形態に係る土の締固め
管理装置を示した全体ブロック図である。同図でわかる
ように、本実施形態に係る土の締固め管理装置１は、転
圧機械に備えられた振動体の鉛直方向加速度を転圧中に
計測する加速度計２と、該加速度計で計測された加速度
データから基本振動数成分を除去して修正加速度データ
を出力するフィルタ３と、計測加速度データと修正加速
度データとをそれぞれ絶対値で積分して時間平均を求め
る積分回路４と、該積分回路で求められた修正加速度デ
ータの積分値を計測加速度データの積分値で除して積分
比率とする演算回路５とからなる。なお、演算回路５に
は、演算結果である積分比率を出力するディスプレイ８
やプリンタ９を接続しておくのがよい。
管理装置を示した全体ブロック図である。同図でわかる
ように、本実施形態に係る土の締固め管理装置１は、転
圧機械に備えられた振動体の鉛直方向加速度を転圧中に
計測する加速度計２と、該加速度計で計測された加速度
データから基本振動数成分を除去して修正加速度データ
を出力するフィルタ３と、計測加速度データと修正加速
度データとをそれぞれ絶対値で積分して時間平均を求め
る積分回路４と、該積分回路で求められた修正加速度デ
ータの積分値を計測加速度データの積分値で除して積分
比率とする演算回路５とからなる。なお、演算回路５に
は、演算結果である積分比率を出力するディスプレイ８
やプリンタ９を接続しておくのがよい。
【００１９】ここで、加速度計２は、同図(b)に示すよ
うに、転圧機械である振動ローラ６に備えられた振動体
としての振動輪７の非減衰部に取り付けてあり、該振動
輪の鉛直成分加速度を計測できるようになっている。
うに、転圧機械である振動ローラ６に備えられた振動体
としての振動輪７の非減衰部に取り付けてあり、該振動
輪の鉛直成分加速度を計測できるようになっている。
【００２０】本実施形態に係る土の締固め管理装置１及
び管理方法においては、まず、振動ローラ６に備えられ
た振動輪７の転圧中における鉛直方向加速度を加速度計
２で計測する。図２(a)は、計測された加速度を時刻歴
データとして示したものである。
び管理方法においては、まず、振動ローラ６に備えられ
た振動輪７の転圧中における鉛直方向加速度を加速度計
２で計測する。図２(a)は、計測された加速度を時刻歴
データとして示したものである。
【００２１】次に、計測された加速度データを積分回路
４にて絶対値で積分、すなわち正負を別々に積分したも
のを総和する形で積分して時間平均を求め、これを計測
加速度データの積分値とする。これは、図２(b)に示す
斜線領域の面積を総和して時間ｔで割ることに相当す
る。
４にて絶対値で積分、すなわち正負を別々に積分したも
のを総和する形で積分して時間平均を求め、これを計測
加速度データの積分値とする。これは、図２(b)に示す
斜線領域の面積を総和して時間ｔで割ることに相当す
る。
【００２２】一方、フィルタ３を用いて計測加速度デー
タ（同図(a)）から基本振動数成分を除去する。同図(c)
は、基本振動数成分が除去された修正加速度データを示
したものであり、主として二次振動数成分及び三次振動
数成分が含まれている。
タ（同図(a)）から基本振動数成分を除去する。同図(c)
は、基本振動数成分が除去された修正加速度データを示
したものであり、主として二次振動数成分及び三次振動
数成分が含まれている。
【００２３】ここで、基本振動数成分を除去するフィル
タ操作を行うにあたっては、基本振動数を予め求めてお
く必要があるが、かかる基本振動数は、振動輪７に固有
の値であるため、転圧開始前に一度だけフィルタ３に設
定しておけば足りる。
タ操作を行うにあたっては、基本振動数を予め求めてお
く必要があるが、かかる基本振動数は、振動輪７に固有
の値であるため、転圧開始前に一度だけフィルタ３に設
定しておけば足りる。
【００２４】次に、修正加速度データを同様にして絶対
値で積分して時間平均を求め、これを修正加速度データ
の積分値とする（同図(d)）。
値で積分して時間平均を求め、これを修正加速度データ
の積分値とする（同図(d)）。
【００２５】次に、演算回路５にて修正加速度データの
積分値Ａを計測加速度データの積分値Ｂで除する、すな
わちＡ／Ｂを演算して積分比率とし、これをディスプレ
イ８やプリンタ９に適宜出力するとともに、該積分比率
を土の締固め状況を評価する指標とする。
積分値Ａを計測加速度データの積分値Ｂで除する、すな
わちＡ／Ｂを演算して積分比率とし、これをディスプレ
イ８やプリンタ９に適宜出力するとともに、該積分比率
を土の締固め状況を評価する指標とする。
【００２６】以上説明したように、本実施形態に係る土
の締固め管理方法及び装置によれば、転圧中に振動輪７
が地表から跳ね上がるような場合、例えばロック材料を
転圧するような場合であっても、地盤からの反発エネル
ギーが修正加速度データの積分値に反映されるため、従
来のようなフーリエ解析やパワースペクトル解析を行わ
ずとも、土の締固め状況を適切に評価することが可能と
なる。
の締固め管理方法及び装置によれば、転圧中に振動輪７
が地表から跳ね上がるような場合、例えばロック材料を
転圧するような場合であっても、地盤からの反発エネル
ギーが修正加速度データの積分値に反映されるため、従
来のようなフーリエ解析やパワースペクトル解析を行わ
ずとも、土の締固め状況を適切に評価することが可能と
なる。
【００２７】また、加速度スペクトル（パワースペクト
ル）のピーク値の比率で土の締固め状況を評価する、Ｐ
ＳＤピーク法と呼ばれる従来手法では、振動輪７が地表
から跳ね上がるような場合の解析を十分な精度で行うこ
とができなかったが、本実施形態に係る土の締固め管理
方法及び装置によれば、上述したように地盤からの反発
エネルギーが修正加速度データの積分値に反映されるこ
ととなるため、ロック材料を転圧するような場合にも十
分な精度で土の締固め状況を評価することが可能とな
る。
ル）のピーク値の比率で土の締固め状況を評価する、Ｐ
ＳＤピーク法と呼ばれる従来手法では、振動輪７が地表
から跳ね上がるような場合の解析を十分な精度で行うこ
とができなかったが、本実施形態に係る土の締固め管理
方法及び装置によれば、上述したように地盤からの反発
エネルギーが修正加速度データの積分値に反映されるこ
ととなるため、ロック材料を転圧するような場合にも十
分な精度で土の締固め状況を評価することが可能とな
る。
【００２８】次に、本実施形態に係る土の締固め管理方
法及び装置の作用効果を実験で確認したので、以下にそ
の概要を説明する。
法及び装置の作用効果を実験で確認したので、以下にそ
の概要を説明する。
【００２９】実験は、ロックフィルダムの建設工事現場
における振動ローラによる転圧試験として行い、各転圧
ごとの実際の締固め密度をそのときの沈下量から評価す
るとともに、本実施形態に係る土の締固め管理方法にし
たがって積分比率を演算した。
における振動ローラによる転圧試験として行い、各転圧
ごとの実際の締固め密度をそのときの沈下量から評価す
るとともに、本実施形態に係る土の締固め管理方法にし
たがって積分比率を演算した。
【００３０】図３は、このような転圧回数ごとの現場密
度と本実施形態に係る方法（フィルタ透過法）による解
析結果とを従来のＰＳＤピーク法による結果とともに示
したグラフである。これらの結果から、本実施形態に係
る土の締固め管理方法によれば、演算された積分比率が
現場密度ときわめて良好な相関関係を示し、盛土の品質
管理として非常に有効な手段となり得ることがわかる。
ちなみに、従来の解析手法であるＰＳＤピーク法では、
ロック材料を転圧する際に発生する振動ローラの局所的
な跳ね上がりを適確にとらえることができないため、現
場密度との相関性はきわめて悪いこともわかる。
度と本実施形態に係る方法（フィルタ透過法）による解
析結果とを従来のＰＳＤピーク法による結果とともに示
したグラフである。これらの結果から、本実施形態に係
る土の締固め管理方法によれば、演算された積分比率が
現場密度ときわめて良好な相関関係を示し、盛土の品質
管理として非常に有効な手段となり得ることがわかる。
ちなみに、従来の解析手法であるＰＳＤピーク法では、
ロック材料を転圧する際に発生する振動ローラの局所的
な跳ね上がりを適確にとらえることができないため、現
場密度との相関性はきわめて悪いこともわかる。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る土の締
固め管理方法及び装置によれば、転圧中に振動体が地表
から跳ね上がるような場合であっても、地盤からの反発
エネルギーが修正加速度データの積分値に反映されるた
め、従来のようなフーリエ解析やパワースペクトル解析
を行わずとも、土の締固め状況を適切に評価することが
可能となる。
固め管理方法及び装置によれば、転圧中に振動体が地表
から跳ね上がるような場合であっても、地盤からの反発
エネルギーが修正加速度データの積分値に反映されるた
め、従来のようなフーリエ解析やパワースペクトル解析
を行わずとも、土の締固め状況を適切に評価することが
可能となる。
【００３２】また、本発明に係る土の締固め管理方法及
び装置によれば、地盤からの反発エネルギーが修正加速
度データの積分値に反映されることとなるため、ロック
材料を転圧するような場合にも十分な精度で土の締固め
状況を評価することが可能となる。
び装置によれば、地盤からの反発エネルギーが修正加速
度データの積分値に反映されることとなるため、ロック
材料を転圧するような場合にも十分な精度で土の締固め
状況を評価することが可能となる。
【００３３】
【図１】本実施形態に係る土の締固め管理装置の図であ
り、(a)は全体ブロック図、(b)は加速度計の取付け状況
を示した図。
り、(a)は全体ブロック図、(b)は加速度計の取付け状況
を示した図。
【図２】本実施形態に係る土の締固め管理方法及び装置
の作用を示した図。
の作用を示した図。
【図３】本実施形態に係る土の締固め管理方法及び装置
の作用効果に関する実験結果を示したグラフ。
の作用効果に関する実験結果を示したグラフ。
１ 土の締固め管理装置 ２ 加速度計 ３ フィルタ ４ 積分回路 ５ 演算回路 ６ 振動ローラ（転圧機械） ７ 振動輪（振動体）
Claims (2)
- 【請求項１】 転圧機械に備えられた振動体の鉛直方向
加速度を転圧中に計測し、計測された加速度データと該
計測加速度データから基本振動数成分が除去された修正
加速度データとをそれぞれ絶対値で積分して時間平均を
求め、しかる後に修正加速度データの積分値を計測加速
度データの積分値で除した値を積分比率とするとともに
該積分比率を土の締固め状況を評価する指標とすること
を特徴とする土の締固め管理方法。 - 【請求項２】 転圧機械に備えられた振動体の鉛直方向
加速度を転圧中に計測する加速度計と、該加速度計で計
測された加速度データから基本振動数成分を除去して修
正加速度データを出力するフィルタと、前記計測加速度
データと前記修正加速度データとをそれぞれ絶対値で積
分して時間平均を求める積分回路と、該積分回路で求め
られた前記修正加速度データの積分値を前記計測加速度
データの積分値で除して積分比率とする演算回路とから
なることを特徴とする土の締固め管理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15735799A JP3531726B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 土の締固め管理方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15735799A JP3531726B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 土の締固め管理方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000345547A true JP2000345547A (ja) | 2000-12-12 |
| JP3531726B2 JP3531726B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=15647912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15735799A Expired - Fee Related JP3531726B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 土の締固め管理方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3531726B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015183514A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | ハム アーゲーＨａｍｍ ＡＧ | とりわけソイルコンパクタにおいて周期的に発生する測定アーチファクトを除去することにより測定値チャートを補正する方法 |
| JP2016121478A (ja) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | 日立建機株式会社 | 締固め機械の評価装置 |
| JP2019073966A (ja) * | 2017-09-11 | 2019-05-16 | ボーマーク・ゲー・エム・ベー・ハーＢｏｍａｇ Ｇｍｂｈ | 地盤締固めのためのデバイスおよびそれを操作しモニタするための方法 |
-
1999
- 1999-06-04 JP JP15735799A patent/JP3531726B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US10338095B2 (en) | 2014-03-25 | 2019-07-02 | Hamm Ag | Method for the correction of a measured value curve by eliminating periodically occurring measurement artifacts, in particular in a soil compactor |
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