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专利号: 2024102049196
申请人: 陇东学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.公路路基定点压力测量设备,其特征在于,包括以下部分:

振动发生器、传感器阵列、数据采集设备、处理器、实验设备;

所述振动发生器,用于在路基材料上施加不同频率和振幅的振动,模拟不同的路基压力情况;

所述传感器阵列,用于捕捉振动在路基材料中的传播和衰减情况;并监测环境因素,包括温度和湿度;环境因素会对振动的传播和材料的响应产生影响;传感器阵列通过有线或无线方式与数据采集设备相连;

所述数据采集设备,用于收集从传感器阵列传来的数据,包括振动数据和环境数据;数据采集设备与处理器相连;

所述处理器,用于处理和分析收集到振动数据和环境数据,生成压力估算结果和稳定性指数;所述处理器进一步包括:物理性质分析模块、实验分析模块、压力估算模块、转换模块、稳定性评估模块和调整模块;

所述物理性质分析模块,建立物理模型来描述振动在路基材料中的传播,得到振动响应函数;物理性质分析模块通过数据传输的方式与压力估算模块、转换模块相连;

所述实验分析模块,通过实验数据拟合应力‑应变关系模型;实验分析模块通过数据传输的方式与压力估算模块相连;

所述压力估算模块,通过构建压力估算模型将振动响应函数与应力‑应变关系模型相结合来估算压力,并对压力估算模型进行参数优化;压力估算模块通过数据传输的方式与转换模块相连;

所述转换模块,结合环境因素与路基材料物理性质数据,将路基材料物理性质数据进行格式转换;转换模块通过数据传输的方式与稳定性评估模块相连;

所述稳定性评估模块,引入稳定性评估函数,生成综合稳定性指标,并将综合稳定性指标转化为稳定性指数;稳定性评估模块通过数据传输的方式与调整模块相连;

所述调整模块,根据路基的稳定性指数自动触发检查和校正程序,计算压力调整系数并调整压力值,分析稳定性指数的趋势;

所述实验设备,用于进行压缩和拉伸试验,以收集路基材料的应力和应变数据;实验设备与处理器相连。

2.公路路基定点压力测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1. 对路基材料的物理性质进行分析,在路基材料上施加振动,基于波动方程和材料响应理论,建立了基于振动响应函数的物理模型来描述振动在路基材料中的传播,得到振动响应函数,对路基材料进行压缩和拉伸试验,收集路基材料的应力和应变数据,从而拟合应力‑应变关系模型,并结合振动响应函数与应力‑应变关系模型构建压力估算模型,并计算应变率;使用应力‑应变关系模型将应变率转换为应力,将应力转换为压力,从而生成压力估算结果;

S2. 基于环境因素对路基材料物理性质数据的非线性影响以及路基材料物理性质之间的相互作用,结合环境因素与路基材料物理性质数据,将路基材料物理性质数据进行转换,形成转换后的物理性质数据;所述环境因素包括温度和湿度;并引入稳定性评估函数,将转换后的物理性质数据与环境因素结合起来,生成综合稳定性指标,使用逻辑函数将综合稳定性指标转化为稳定性指数,确定稳定性指数的阈值,根据稳定性指数与稳定性指数的阈值的关系,计算压力调整系数,使用压力调整系数来校正压力,并根据稳定性指数触发检查和校正程序。