一種堆石體密度測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種堆石體密度測試系統(tǒng)，它包括:安放在堆石體表面的承壓板；堆疊在承壓板上的配重塊；位于承壓板一側的用于提供激振力的激振錘；安裝在配重塊上表面的檢波器；檢波器與振動頻率測試儀連接。所述的承壓板和配重塊為圓柱體。所述的激振錘重量為40～60kg。本發(fā)明通過將檢波器粘結在配重塊上，由振動源即可測試出表面壩料、承壓板、配重塊所組成的體系振動頻率f，然后在該處進行坑測法試驗以測試堆石體干密度，即可建立體系振動頻率f與堆石體干密度的關系曲線，得出堆石體干密度線性解析式。本發(fā)明提供的堆石體密度測試系統(tǒng)，具有省時、省力、快捷、無損、準確率高的優(yōu)點。
【專利說明】一種堆石體密度測試系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及水電工程施工中的堆石壩密度測試領域，特別是一種堆石體密度測試 系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 工程中用于測定堆石壩堆石體密度的方法主要有試坑法、壓實沉降觀測法、振動 碾安裝加速度計法、控制碾壓參數(shù)法、面波法、核子密度法及附加質量法等。其中坑測法，它 是堆石體密度檢測的傳統(tǒng)方法，結果準確，但檢測效率低、代表性差、費時、費力、耗資大，且 具有破壞性，是一種以點帶面的方法，難以客觀、全面地反映大壩填筑整體質量。面波法由 于密度的變化對頻散曲線影響較小，且該方法對I. Om以內的表層檢測誤差大，因此目前面 波法難以解決堆石體密度測定問題；核子密度法由于具有放射性，現(xiàn)場要求具有嚴格的防 護措施，且其檢測要求為最大粒徑不超過40mm、有效深度不超過200mm的小粒徑介質，實際 應用有很大的局限性，附加質量法由于目前沒有比較好的解決參振質量Hltl、剛度K、壩料波 速與壩料密度的關系，因此測試結果存在比較大的誤差。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種堆石體密度測試系統(tǒng)，可以實現(xiàn)堆石體密 度的快速無損測試，且具有省時、省力、快捷、無損、準確率高等優(yōu)點。
[0004] 為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種堆石體密度測試系統(tǒng)，它 包括：
[0005] 安放在堆石體表面的承壓板；
[0006] 堆疊在承壓板上的配重塊；
[0007] 位于承壓板一側的用于提供激振力的激振錘；
[0008] 安裝在配重塊上表面的檢波器；
[0009] 檢波器與振動頻率測試儀相連接。
[0010] 所述的承壓板和配重塊為圓柱體。
[0011] 所述的激振錘重量為40?60kg。
[0012] 所述的激振錘邊緣距離承壓板邊緣100?150mm。
[0013] 所述的檢波器為速度型檢波器。
[0014] 承壓板與堆石體之間設有15?25mm的細砂。
[0015] 激振錘與堆石體之間鋪設有15?25mm的細砂。
[0016] 附加質量法的測試原理：設堆石土測點的振動規(guī)律符合質量、彈簧模型。為測量堆 石土的參振質量Hitl、剛度K，須在測點加上適當?shù)膭傂再|量體Am，Am稱為振動體系的附加 質量。依據(jù)單自由度彈簧體系的振動理論，其振動方程和剛度有如下表達式：
[0017] md2Z/dt2+KZ=0 (1)
[0018] K=mco2 (2)
[0019] 式中：z-振動位移函數(shù)；
[0020] t--振動時間；
[0021] w-體系振動圓頻率；
[0022] K--體系動剛度；
[0023] m--振子質量。
[0024] 依據(jù)單自由度理論模型，將附加質量、壓板等效為一根彈簧，參見圖1、圖2,實際 構造的數(shù)學模型與理想模型的差別在于彈簧體上，彈性堆石體是具有質量和體積的，而理 想模型彈簧體是沒有質量和體積的，為了解決這個因素，將振動單子改成一個可隨時改變 的等差質量體即Am附加質量，測出各級質量下所對應的振動頻率f，根據(jù)f?與Am的關系， 即可求得壓板下的參振質量m〇、剛度K ;然后，應用信號相關分析技術求取測點間縱波波速 VP、應用信號相關分析和小波分析技術求取橫波波速Vs。根據(jù)測得的基底介質剛度K、參振 質量Hitl、縱波波速VP、橫波波速％、面波波速Vk，代入基礎振動的彈性半空間模型解析式或無 限彈性介質公式計算密度。
[0025] 1)動力基礎彈性半空間模型密度解析式

【權利要求】
1. 一種堆石體密度測試系統(tǒng)，其特征是它包括： 安放在堆石體（7)表面的承壓板（4); 堆疊在承壓板（4)上的配重塊（3); 位于承壓板（4) 一側的用于提供激振力的激振鍵（2); 安裝在配重塊（3 )上表面的檢波器（1); 檢波器（1)與振動頻率測試儀（5)電連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種堆石體密度測試系統(tǒng)，其特征是；所述的承壓板（4)和配 重塊（3)為圓柱體。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種堆石體密度測試系統(tǒng)，其特征是；所述的激振鍵（2)重量 為 40 ?60kg。
4. 根據(jù)權利要求3所述的一種堆石體密度測試系統(tǒng)，其特征是；所述的激振鍵（2)邊緣 距離承壓板（4)邊緣100?150mm。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種堆石體密度測試系統(tǒng)，其特征是；所述的檢波器（1)為速 度型檢波器。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種堆石體密度測試系統(tǒng)，其特征是；承壓板（4)與堆石體 (7)之間設有15?25mm的細砂。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種堆石體密度測試系統(tǒng)，其特征是；激振鍵（2)與堆石體 (7)之間鋪設有15?25mm的細砂。
【文檔編號】G01N9/24GK104345011SQ201310343169
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權日:2013年8月7日
【發(fā)明者】浮紹瑋, 陳衛(wèi)烈, 雷敬偉, 馬雙華 申請人:葛洲壩集團試驗檢測有限公司