[发明专利]具有土体参数获取功能的夯实系统及土体参数获取方法

权利要求书

1.一种具有土体参数获取功能的夯实系统，其特征在于，所述夯实系统包括夯实设备、电脑控制中心、四个压力传感器和两个位移传感器；

所述夯实设备包括：挖掘机、平板振动器和四脚连接器；

所述平板振动器通过所述四脚连接器连接在所述挖掘机的机械手臂端部；

四个所述压力传感器分别设置在所述四脚连接器的四个连接脚上；

两个所述位移传感器分别设置在所述平板振动器的两个相对的侧面上；

四个所述压力传感器及两个所述位移传感器分别与所述电脑控制中心连接，所述电脑控制中心用于根据四个所述压力传感器采集的压力信号及两个所述位移传感器采集的位移信号计算土体参数；所述土体参数包括土体的基床系数、变形模量、压缩模量和压实度。

2.根据权利要求1所述的具有土体参数获取功能的夯实系统，其特征在于，所述电脑控制中心具体包括：

信号获取模块，用于获取四个压力传感器采集的压力信号和两个位移传感器采集的位移信号；

土体参数计算模块，用于根据四个压力传感器采集的压力信号和两个位移传感器采集的位移信号计算土体参数；所述土体参数包括土体的基床系数、变形模量、压缩模量和压实度。

3.根据权利要求2所述的具有土体参数获取功能的夯实系统，其特征在于，所述土体参数计算模块，具体包括：

基床系数计算子模块，用于根据四个压力传感器采集的压力信号和两个位移传感器采集的位移信号，利用基床系数计算公式，计算土体的基床系数；

变形模量计算子模块，用于根据四个压力传感器采集的压力信号和两个位移传感器采集的位移信号，利用变形模量计算公式，计算土体的变形模量；

压缩模量计算子模块，用于根据四个压力传感器采集的压力信号和两个位移传感器采集的位移信号，利用压缩模量计算公式，计算土体的压缩模量；

压实度计算子模块，用于根据四个压力传感器采集的压力信号和两个位移传感器采集的位移信号，利用压实度计算公式，计算土体的压实度。

4.根据权利要求3所述的具有土体参数获取功能的夯实系统，其特征在于，所述基床系数计算公式为：

所述变形模量计算公式为：

所述压缩模量计算公式为：

所述压实度计算公式为：

其中，K、E_O、E_s和C分别表示土体的基床系数、变形模量、压缩模量和压实度，T1、T2、T3和T4分别为四个压力传感器采集的压力信号，G表示平板振动器的重力，a和b分别为平板振动器的长度和宽度，s1和s2分别表示两个位移传感器采集的位移信号，μ表示土体的泊松比，K_max表示压实度达到100％时土体的基床系数。

5.一种权利要求1-4任一项所述的夯实设备。

6.一种权利要求1-4任一项所述的电脑控制中心。

7.一种土体参数获取方法，其特征在于，所述获取方法基于权利要求1-4所述的夯实系统；所述获取方法包括如下步骤：

获取四个压力传感器采集的压力信号和两个位移传感器采集的位移信号；

根据四个压力传感器采集的压力信号和两个位移传感器采集的位移信号计算土体参数；所述土体参数包括土体的基床系数、变形模量、压缩模量和压实度。

8.根据权利要求7所述的土体参数获取方法，其特征在于，所述根据四个压力传感器采集的压力信号和两个位移传感器采集的位移信号计算土体参数，具体包括：

根据四个压力传感器采集的压力信号和两个位移传感器采集的位移信号，利用基床系数计算公式，计算土体的基床系数；

根据四个压力传感器采集的压力信号和两个位移传感器采集的位移信号，利用变形模量计算公式，计算土体的变形模量；

根据四个压力传感器采集的压力信号和两个位移传感器采集的位移信号，利用压缩模量计算公式，计算土体的压缩模量；

根据四个压力传感器采集的压力信号和两个位移传感器采集的位移信号，利用压实度计算公式，计算土体的压实度。

9.根据权利要求8所述的土体参数获取方法，其特征在于，所述基床系数计算公式为：

所述变形模量计算公式为：

所述压缩模量计算公式为：

所述压实度计算公式为：

其中，K、E_O、E_s和C分别表示土体的基床系数、变形模量、压缩模量和压实度，T1、T2、T3和T4分别为四个压力传感器采集的压力信号，G表示平板振动器的重力，a和b分别为平板振动器的长度和宽度，s1和s2分别表示两个位移传感器采集的位移信号，μ表示土体的泊松比，K_max表示压实度达到100％时土体的基床系数。