專利名稱：一種用于測試顆粒狀填筑材料密實程度的裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種填筑材料密實程度測量領域，特別是一種用于測試顆粒狀填筑材料密實程度的裝置。
背景技術(shù)：
在土石壩、碾壓混凝土壩、場地基礎、公路路基路面和房屋基礎等土建工程中，經(jīng) 常涉及到顆粒狀材料的填筑，這些顆粒狀材料包括土、砂石料、新拌碾壓混凝土、新拌無機結(jié)合料等。對這些材料填筑密實程度的測試可以反饋工程質(zhì)量，指導施工活動，意義重大?，F(xiàn)用的測試方法通常包括環(huán)刀法、灌水法、灌砂法和核子法等，這些方法中前三種靠取出一定量的填筑料測試其質(zhì)量及所占的體積，進而計算出其密實程度，費時費力；核子法則靠放射源發(fā)出的射線測試粒料堆積的密實程度，相比前三種方法雖然較為快捷，但是放射源會對人體和環(huán)境造成不利影響。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于測試顆粒狀填筑材料密實程度的裝置，可以快捷、準確地獲得顆粒狀填筑材料的密實程度，且不會對人體和環(huán)境造成損害。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種用于測試顆粒狀填筑材料密實程度的裝置，激振器的工作部位與顆粒狀材料填筑體的測點表面接觸，振動傳感器的工作部位與顆粒狀材料填筑體的測點表面接觸，所述的振動傳感器位于激振器附近，并與振動測試分析儀連接。所述的振動傳感器與激振器之間的距離，在各次測試時振動傳感器與激振器之間的距離均相同。一種測試顆粒狀填筑材料密實程度的方法，包括以下步驟—、在填筑實驗時，采用激振器、振動傳感器和振動測試分析儀測量不同填筑條件下顆粒狀材料填筑體的自振頻率；采用現(xiàn)有的測試方法，包括環(huán)刀法、灌水法、灌砂法和/或核子法，獲得相應填筑條件下顆粒狀材料填筑體的密實程度；以測得的數(shù)據(jù)，建立自振頻率與密實程度的關(guān)系線；二、當顆粒狀材料填筑施工完成后，在顆粒狀材料填筑體上選定測點，采用激振器、振動傳感器和振動測試分析儀，獲得顆粒狀材料填筑體的自振頻率，根據(jù)步驟一所述的關(guān)系線獲得顆粒狀材料填筑體密實程度結(jié)果。步驟一中，所述的填筑條件包括碾壓遍數(shù)和松鋪厚度。將準備填筑的顆粒狀材料按規(guī)定的厚度松鋪，劃分不同的區(qū)域后用不同的施工參數(shù)使其達到不同的密實程度，密實程度值的跨度應盡量大，從較密實到最密實至少取得5種不同密實程度。在各種不同密實程度的區(qū)域內(nèi)，先測試顆粒狀材料填筑體的自振頻率，每個區(qū)域至少測試5個測點，對各測點測值取平均值；再用現(xiàn)有的測試方法測出相應測點的密實程度值，即密度或壓實度，對各測點測值取平均值；得到至少5對自振頻率與密實程度的測值。將測點處的顆粒狀材料填筑體表面整理平整，把激振器和振動傳感器平穩(wěn)放置在測點處，并相隔一定距離，在各個步驟中，激振器與振動傳感器之間的距離應相同；將振動測試分析儀與振動傳感器連接；以固定的力度操作激振器，使顆粒狀材料填筑體振動；將采集到的振動信號的時域波形通過傅立葉變換算法轉(zhuǎn)換為頻率 幅值波形；在頻率 幅值波形中指定的頻率范圍內(nèi)找出最大幅值對應的頻率，得到土體的自振頻率?！⑺稣駝有盘柕臅r域波形利用傅立葉變換算法進行變換，得到頻率——幅值波形的過程中，使用函數(shù)fft (x，n)完成，其中X為采集到的時域波形，即一個時間和振幅的數(shù)組，η為分析點數(shù)，即以采樣頻率的I/η倍為步長進行頻域轉(zhuǎn)換。本發(fā)明提供的一種用于測試顆粒狀填筑材料密實程度的裝置，可以在施工過程中，快速測試，并準確獲得顆粒狀填筑材料密實程度結(jié)果，且與核子法相比，本發(fā)明的方法無放射性污染，不危害人體健康和環(huán)境。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖I是本發(fā)明中裝置的示意圖。圖中激振器I，振動測試分析儀2，振動傳感器3，顆粒狀材料填筑體4。
具體實施方式
如圖I中，一種用于測試顆粒狀填筑材料密實程度的裝置，激振器I的工作部位與顆粒狀材料填筑體4的測點表面接觸，振動傳感器3的工作部位與顆粒狀材料填筑體4的測點表面接觸，所述的振動傳感器3位于激振器I附近，并與振動測試分析儀2連接。所述的振動傳感器3與激振器I之間的距離，在各次測試時振動傳感器3與激振器I之間的距離均相同。一種測試顆粒狀填筑材料密實程度的方法，包括以下步驟—、在填筑實驗時，采用激振器I、振動傳感器3和振動測試分析儀2測量不同填筑條件下顆粒狀材料填筑體4的自振頻率；所述的填筑條件包括碾壓遍數(shù)和松鋪厚度。將準備填筑的顆粒狀材料按規(guī)定的厚度松鋪，劃分不同的區(qū)域后用不同的施工參數(shù)使其達到不同的密實程度，密實程度值的跨度應盡量大，從較密實到最密實至少取得5種不同密實程度。在各種不同密實程度的區(qū)域內(nèi)，先測試顆粒狀材料填筑體4的自振頻率，每個區(qū)域至少測試5個測點，對各測點測值取平均值；再用現(xiàn)有的測試方法測出相應測點的密實程度值，即密度或壓實度，對各測點測值取平均值；得到至少5對自振頻率與密實程度的測值。在同一測點測試多個自振頻率值，再將其取中值或者取平均值作為測試結(jié)果，可以提高其準確性。將測點處的顆粒狀材料填筑體4表面整理平整，把激振器I和振動傳感器3平穩(wěn)放置在測點處，并相隔一定距離，在各個步驟中，激振器I與振動傳感器3之間的距離應相同；將振動測試分析儀2與振動傳感器3連接；以固定的力度操作激振器I,使顆粒狀材料填筑體4振動；將采集到的振動信號的時域波形通過傅立葉變換算法轉(zhuǎn)換為頻率 幅值波形；在頻率 幅值波形中指定的頻率范圍內(nèi)找出最大幅值對應的頻率，得到土體的自振頻率。將所述振動信號的時域波形利用傅立葉變換算法進行變換，得到頻率——幅值波形的過程中，使用函數(shù)fftx, η完成，·其中X為采集到的時域波形，即一個時間和振幅的數(shù)組，η為分析點數(shù)，即以采樣頻率的I/η倍為步長進行頻域轉(zhuǎn)換。該函數(shù)在計算機語言的C語言、MATLAB語言等都存在。采用現(xiàn)有的測試方法，包括環(huán)刀法、灌水法、灌砂法和/或核子法，獲得相應填筑條件下顆粒狀材料填筑體4的密實程度；以測得的數(shù)據(jù)，建立自振頻率與密實程度的關(guān)系線；顆粒狀填筑材料，如果其質(zhì)地、組成比例和松鋪厚度等因素保持不變，建立起來的關(guān)系線則可以持續(xù)使用，即一次填筑實驗獲取的關(guān)系線可以在相同條件下多次使用。如果有大的變化，則重新建立關(guān)系線即可。二、當顆粒狀材料填筑施工完成后，在顆粒狀材料填筑體4上選定測點，采用激振器I、振動傳感器3和振動測試分析儀2，獲得顆粒狀材料填筑體4的自振頻率，根據(jù)步驟一所述的關(guān)系線即可獲得顆粒狀材料填筑體4密實程度結(jié)果。
權(quán)利要求1.一種用于測試顆粒狀填筑材料密實程度的裝置，其特征是激振器(I)的工作部位與顆粒狀材料填筑體(4)的測點表面接觸，振動傳感器(3)的工作部位與顆粒狀材料填筑體(4)的測點表面接觸，所述的振動傳感器(3)位于激振器(I)附近，并與振動測試分析儀(2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于測試顆粒狀填筑材料密實程度的裝置，其特征是所述的振動傳感器(3)與激振器(I)之間的距離，在各次測試時振動傳感器(3)與激振器(I)之間的距離均相同。
專利摘要一種用于測試顆粒狀填筑材料密實程度的裝置，激振器的工作部位與顆粒狀材料填筑體的測點表面接觸，振動傳感器的工作部位與顆粒狀材料填筑體的測點表面接觸，所述的振動傳感器位于激振器附近，并與振動測試分析儀連接。在各次測試時振動傳感器與激振器之間的距離均相同。
文檔編號G01N29/036GK202770809SQ20122046041
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者陳志遠, 王振振, 許娜, 譚愷炎 申請人:葛洲壩集團試驗檢測有限公司