[发明专利]堆石体碾压密度测定方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及到一种工程建筑物理勘测检测方法及装置，特别是一种堆石体碾压密度测定方法及装置，属于工程建筑技术领域。

背景技术

在水利水电坝体、路基和人工场地工程中，碾压堆石体作为填筑材料的使用越来越广泛。堆石体是一种具有一定级配、无凝集性、渗透性强的摩擦性集合料。堆石体只有达到很高的密实度，才能达到预期的强度和拉升应变能力，密实度对碾压堆石体性能的影响是非常显著的，是施工质量的主要控制指标之一。目前国内外碾压堆石体施工中，对碾压密实度的测量和控制，是通过对碾压层密度（容重）的测量和控制来实现的。因此，为保证施工填筑质量，根据相关规范要求，需要对堆石体碾压密度进行原位实时检测。

传统的堆石体碾压密度检测的方法主要是人工挖坑法，即在测点挖坑，并称出挖出体的质量，同时用灌水（铺塑料布）或灌砂的办法测量出所挖坑的体积，从而求出该测点的密度。这种方法会破坏堆石体的结构（测定完成后需要对开挖的坑进行回填重压），且需要布置足够数量的测点，工作量大，同时因标本测点不具有普遍代表性可能造成测量结果偏差较大，因此这种技术方案是不理想的。

中国专利文献申请号为96117337.6、发明名称为“堆石体密度测定的附加质量法”的文件中公开了一种附加质量法测定堆石体密度的技术方案，该技术方案在测点由附加质量块——承压板——地基坝体组成振动体系，测出振动体系相应的自振频率f，将f代入公式D=1/ω²（ω=2πf）作D—Δm曲线，（Δm为附加质量块），找出D——Δm曲线与横坐标交点到原点之间的绝对值作为地基坝体的参振质量m_o；在测点处布置检波点，用地震仪接收对体系锤击所激发的弹性波，作地震时距曲线得直达波段曲线的反斜率V_p，将V_p代入公式λ＝V_p/f_o（f_o为m_o相应的体系自振频率），得介质由地面向深部传播的纵波波长λ；然后在测点采用人工挖坑法取得地基坝体点位的密度值ρ，将m_o、λ、ρ代入公式ρ=m_o/（A_o·h_o）d得系数K（其中A_o为承压板面积，h_o=λ/（2K））；在同一地基的不同点位利用附加质量法测出各点位的参振质量m_o、压板下介质纵波波长λ，利用所率定的系数K回代公式ρ=m_o/（A_o·h_o）即可求得地基坝体测点位的密度。由于附加质量法是通过建立数学模型来测定堆石体的密度，是一种将堆石体等同于弹簧体的理想化状态下的方法，而实际上机械填筑碾压的堆石体内部结构复杂多样，单纯用理想化的数学模型来测定堆石体的质量，难以取得较满意的结果，同时数学建模和数据处理的过程繁复，一般工程技术人员不易理解和应用。

因此，上述的堆石体碾压密度测定方法及装置都是不理想的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不破坏堆石体结构，也不需建立复杂的数学模型即可精确快速获得堆石体碾压密度的附加铝钢反射体雷达测定方法及装置，以克服现有技术方案的不足。

为解决上述技术问题，本发明的堆石体碾压密度测定方法，其中，在进行堆石体碾压密度测定时，使用一种堆石体碾压密度雷达测定装置进行检测，该方法包括以下步骤：

1）在每层堆石体碾压层填筑前，在碾压层底面布置测点并安置附加铝钢反射体，测量其平面坐标和高程；

2）等待堆石体碾压层铺压完成后，根据测点平面坐标，用测量的方式找到测点坐标正上方位置并测量其高程，计算碾压层厚度h。用探地雷达在附加铝钢反射体的正上方进行十字广角雷达测试，由探地雷达计算机记录雷达反射波信号；

3）使用计算机处理雷达反射波信号，得到雷达发射的电磁波初始振幅值A₀、雷达接受的反射波振幅值A、雷达反射波的走时t等检测参数值；

4）将上述步骤得到的堆石体碾压层厚度h、雷达发射的电磁波初始振幅值A₀、雷达接受的反射波振幅值A、雷达反射波的走时t代入下式，用计算机处理数据得出堆石体碾压层的密度值ρ：