[发明专利]一种碾压混凝土压实度多参数联合实时评价方法

说明书

本发明公开了一种碾压混凝土压实度多参数联合实时评价方法。包括：评价单元确定、各单元碾压混凝土实时应力波、含湿率和碾压料级配参数的采集、神经网络模型建立、3D整体碾压层压实度可视化显示。本发明依据可获得的现场含湿率、碾压层应力波速、骨料级配、胶砂比等料性参数，基于碾压混凝土施工热层可测料性参数的压实度评价模型，无需考虑现场难以准确获取的设备动态性能参数和环境不稳定条件参数影响，有效解决现场离散测点压实度表征困难，通过在碾压混凝土施工热层在线采集的参数指标，通过BP神经网络模型，实现碾压混凝土压实质量的实时准确评价；本发明还通过数字化可视云图有效馈控施工过程决策管理，现场、远程人员同步可精细掌握和控制碾压层的混凝土施工实时质量，实现实时信息化施工。

技术领域

本发明属于混凝土施工质量监控技术领域，尤其属于碾压混凝土压实质量控制技术领域，涉及一种混凝土施工中碾压层压实度指标多参数联合实时评价方法。

背景技术

大量工程实际表明，施工压实质量对碾压混凝土坝成型质量具有重要影响，而目前现场对施工压实质量控制手段相对落后，控制精度无法满足精细化施工要求。现有混凝土拌和物质量通常使用维勃稠度法VC值表征，因此，研究实时、准确、可靠、快速的压实质量评价方法显得十分重要。

碾压混凝土施工压实质量对大坝成型质量有至关重要影响。现有碾压热层压实质量的获取通过核子密度仪法检测，其主要缺点是：测量点少，不具有反应整个仓面压实质量代表性；现场检测耗时较长，测量过程繁琐，每使用一段时间需要重新对仪器重新标定，测值结果准确可靠性存疑；核子密度仪内部包含放射性元素，使用时存在辐射及泄露风险；核子密度仪检测压实度均为碾压完成后检测，无法做到实时检测；故采用核子密度仪法检测无法满足碾压混凝土质量快速精准检测要求。

目前已有对碾压混凝土施工压实质量信息化控制进行了系统性开发研究，主要通过GPS监控系统对碾压混凝土铺料位置、铺料厚度、碾压遍数、碾压机械行走速度及激振力档位运行工况等主要施工过程参数的连续实时、智能化控制。但这类评价模型指标主要依赖施工开始前试验仓碾压工艺参数，而实际上现场的碾压工况相对于初期试验仓并不单单是铺料厚度、碾压遍数、碾压机械行走速度及激振力档位运行工况的差异性。现有所谓信息化施工方法实时精准度依旧不高，无法考虑现场条件的客观显著差异化特征。

碾压混凝土施工中依据实时现场的碾压料层的料性参数，评价压实效果比较客观可行。二级配、三级碾压配混凝土甚至四级配碾压混凝土所用骨料粒径差别较大，骨料级配对碾压压实质量影响显著。应力横波在碾压混凝土成层中传播速度随着碾压层的密实度发生相应变化，通过滤波处理可提取其在定量冲击下的不同距离间横波首波差进而获取被测局部的横波波速；同一密实条件下应力波波速采集通过时频信号处理，可满足信号稳定需求且波动范围小。籍此，获取的应力波速与碾压混凝土压实度量化具有直接相关性。拌合料含湿率也直接影响碾压混凝土可压实性能，含湿率过大，相应地，Vc值较小，碾压热铺层容易产生类似“橡皮土”现象，有效压实功降低；含湿率过小，相应地，Vc值增大，需要压实的功率消耗很大，则工艺也难以压实。

BP神经网络是一种在理论和应用方面发展都较为成熟的逆向传播算法的多层前馈式网络，具有多层神经网络结构。常规的BP网络模型一般包含输入层、中间层(隐含层)和输出层，其应用十分广泛，但是在混凝土碾压层压实度评价中，如何选择参数和建立评价方法还没有研究公开。

发明内容

为实现碾压混凝土压实质量现场实时准确评价，本发明提出一种碾压混凝土压实度指标多参数联合实时评价方法。本发明要解决的问题是提供一种实时、可云图化的基于应力波和含湿率及碾压料级配等参数模型的碾压混凝土压实度指标实时评价方法。

本发明通过以下技术方案实现：

碾压混凝土压实度多参数联合实时评价方法，其特征在于包括：评价单元确定、各单元碾压混凝土实时应力波、含湿率和碾压料级配参数的采集、神经网络模型建立、3D整体碾压层压实度可视化显示；