【技術實現步驟摘要】
本申請涉及形變測量，具體涉及一種循環荷載作用下道路結構形變測量系統。
技術介紹
1、道路結構的動回彈模量，即道路結構在受力狀態下應力與應變的比值，是包括路基和路面在內的道路結構設計中的核心參數，其大小對道路結構的設計及力學響應具有顯著影響，因此，客觀獲取道路結構的動回彈模量是開展耐久性道路設計理論與方法研究的關鍵。
2、目前道路結構的回彈模量的原位測試主要有承載板法、貝克曼梁法、落錘彎沉儀法和便攜式落錘彎沉儀法等。承載板法和貝克曼梁法所測結果均為靜回彈模量，存在檢測效率低、耗人工等問題。落錘彎沉儀法和便攜式落錘彎沉儀法施加荷載均為沖擊荷載，測量結果雖為一定荷載作用下的動回彈模量，但由于該沖擊荷載為一次性荷載，對道路結構的作用與重復行車荷載對道路結構的作用有顯著差異，難以準確模擬重復行車荷載作用和道路結構約束下路基或路面的實際受力狀態，從而導致道路結構的動回彈模量的測量結果并不準確。
技術實現思路
1、本申請實施例提供一種循環荷載作用下道路結構形變測量系統，用以解決現有沖擊荷載為一次性荷載，對道路結構的作用與重復行車荷載對道路結構的作用有顯著差異，難以準確模擬重復行車荷載作用和道路結構約束下路基或路面的實際受力狀態，從而導致道路結構的動回彈模量的測量結果并不準確的技術問題。
2、本申請實施例提供一種循環荷載作用下道路結構形變測量系統，包括：荷載加載系統、測量圓盤、形變感知單元和形變信息提取單元；
3、所述荷載加載系統用于向所述測量圓盤施加垂直于水平
4、所述測量圓盤用于在所述循環荷載的作用下產生豎向運動；
5、所述形變感知單元用于獲取所述豎向運動的速度和加速度；
6、所述形變信息提取單元用于根據所述循環荷載信號、所述速度和所述加速度，得到道路結構形變量；所述道路結構包括路面和路基。
7、在一個實施例中，所述形變感知單元包括至少一個多普勒測速儀和至少兩個加速度傳感器；
8、所述多普勒測速儀用于獲取所述豎向運動的速度，所述加速度傳感器用于獲取所述豎向運動的加速度；
9、所述多普勒測速儀的投射激光垂直于水平面，且所述多普勒測速儀的測點位于所述測量圓盤的第一預設位置；
10、所述加速度傳感器設置于所述測量圓盤的第二預設位置，且所述加速度傳感器在所述測量圓盤上均勻分布。
11、在一個實施例中，所述根據所述循環荷載信號、所述速度和所述加速度，得到道路結構形變量，包括：
12、根據所述循環荷載信號確定所述測量圓盤的循環荷載穩定加載時段；
13、根據所述循環荷載穩定加載時段內所述至少兩個加速度傳感器獲取的多個加速度確定所述測量圓盤是否滿足振動平衡度要求；
14、若滿足振動平衡度要求，則根據所述循環荷載穩定加載時段內的目標加速度，得到所述測量圓盤的振動周期和振動相位；所述目標加速度是所述至少兩個加速度傳感器中距離所述測點較近的加速度傳感器獲取的加速度；
15、根據所述循環荷載穩定加載時段內所述多普勒測速儀獲取的速度，得到所述多普勒測速儀相對于所述測點的相對位移；
16、根據所述振動周期和所述振動相位對所述相對位移進行分類和識別，得到符合所述振動周期和所述振動相位的道路結構形變信號；
17、根據所述循環荷載穩定加載時段內的穩定荷載信號和所述道路結構形變信號，得到與荷載幅值相匹配的形變幅值。
18、在一個實施例中，所述根據所述循環荷載信號確定所述測量圓盤的循環荷載穩定加載時段，包括：
19、根據預設荷載加載頻率和預設荷載周期個數，對所述循環荷載信號進行單元劃分，得到多個信號單元；
20、若任一信號單元中各荷載周期內的荷載峰值和荷載谷值均滿足一致性要求，且荷載峰值均值與荷載谷值均值的差值滿足預設條件，則確定所述任一信號單元覆蓋的時段為所述測量圓盤的循環荷載穩定加載時段單元；
21、將所述測量圓盤的循環荷載穩定加載時段單元進行合并，得到所述測量圓盤的循環荷載穩定加載時段。
22、在一個實施例中，所述根據所述循環荷載穩定加載時段內所述至少兩個加速度傳感器獲取的多個加速度確定所述測量圓盤是否滿足振動平衡度要求，包括：
23、分別計算各加速度傳感器獲取的多個加速度的幅值均值；
24、計算各幅值均值中最小值與最大值的比值，得到所述測量圓盤的振動平衡度；
25、若所述振動平衡度大于或等于平衡度閾值，則確定所述測量圓盤滿足振動平衡度要求。
26、在一個實施例中，所述根據所述循環荷載穩定加載時段內的目標加速度，得到所述測量圓盤的振動周期和振動相位，包括：
27、根據所述目標加速度的采樣頻率，對所述目標加速度進行積分，得到所述測量圓盤的運動軌跡曲線；
28、根據所述運動軌跡曲線的波峰位置、所述運動軌跡曲線的波谷位置和所述目標加速度的采樣頻率，得到所述測量圓盤的振動周期和振動相位。
29、在一個實施例中，所述根據所述循環荷載穩定加載時段內所述多普勒測速儀獲取的速度，得到所述多普勒測速儀相對于所述測點的相對位移，包括：
30、根據所述速度的采樣頻率，對所述速度進行積分，得到所述多普勒測速儀相對于所述測點的相對位移。
31、在一個實施例中，所述根據所述循環荷載穩定加載時段內的穩定荷載信號和所述道路結構形變信號，得到與荷載幅值相匹配的形變幅值，包括：
32、根據預設荷載加載頻率，獲取所述穩定荷載信號的第一波峰和第一波谷；
33、將相鄰的第一波峰和第一波谷的差值確定為荷載幅值；
34、根據預設荷載加載頻率，獲取所述道路結構形變信號的第二波峰和第二波谷；
35、將相鄰的第二波峰和第二波谷的差值確定為形變幅值；
36、根據所述第一波峰與所述第二波峰出現的時間差以及所述第一波谷與所述第二波谷出現的時間差，得到與所述荷載幅值相匹配的形變幅值。
37、在一個實施例中，所述根據所述循環荷載信號確定所述測量圓盤的循環荷載穩定加載時段之前，包括：
38、根據所述測量圓盤的運動連續性特征，對所述循環荷載信號、所述速度和所述加速度中的突變數據進行剔除。
39、在一個實施例中，所述根據所述循環荷載信號確定所述測量圓盤的循環荷載穩定加載時段之前，包括：
40、依據不同測量傳感器獲取的測量圓盤振動幅值的差異性，結合預設的幅值差異閾值，判斷所述測量傳感器的工作狀態是否異常；
41、所述測量傳感器包含多個加速度傳感器和多普勒測速儀。
42、本申請提供的循環荷載作用下道路結構形變測量系統，包括荷載加載系統、測量圓盤、形變感知單元和形變信息提取單元，荷載加載系統用于向測量圓盤施加垂直于水平面的循環荷載，并對外輸出循環荷載信號，測量圓盤用于在循環荷載的作用下產生豎向本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，包括：荷載加載系統、測量圓盤、形變感知單元和形變信息提取單元；
2.根據權利要求1所述的循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，
3.根據權利要求2所述的循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，所述根據所述循環荷載信號、所述速度和所述加速度，得到道路結構形變量，包括：
4.根據權利要求3所述的循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，所述根據所述循環荷載信號確定所述測量圓盤的循環荷載穩定加載時段，包括：
5.根據權利要求3所述的循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，所述根據所述循環荷載穩定加載時段內所述至少兩個加速度傳感器獲取的多個加速度確定所述測量圓盤是否滿足振動平衡度要求，包括：
6.根據權利要求3所述的循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，所述根據所述循環荷載穩定加載時段內的目標加速度，得到所述測量圓盤的振動周期和振動相位，包括：
7.根據權利要求3所述的循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，所述
8.根據權利要求3所述的循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，所述根據所述循環荷載穩定加載時段內的穩定荷載信號和所述道路結構形變信號，得到與荷載幅值相匹配的形變幅值，包括：
9.根據權利要求3所述的循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，所述根據所述循環荷載信號確定所述測量圓盤的循環荷載穩定加載時段之前，包括：
10.根據權利要求3所述的循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，所述根據所述循環荷載信號確定所述測量圓盤的循環荷載穩定加載時段之前，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，包括：荷載加載系統、測量圓盤、形變感知單元和形變信息提取單元；
2.根據權利要求1所述的循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，
3.根據權利要求2所述的循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，所述根據所述循環荷載信號、所述速度和所述加速度，得到道路結構形變量，包括：
4.根據權利要求3所述的循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，所述根據所述循環荷載信號確定所述測量圓盤的循環荷載穩定加載時段，包括：
5.根據權利要求3所述的循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，所述根據所述循環荷載穩定加載時段內所述至少兩個加速度傳感器獲取的多個加速度確定所述測量圓盤是否滿足振動平衡度要求，包括：
6.根據權利要求3所述的循環荷載作用下道路結構形變測量系統，其特征在于，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭健龍，林紅，曹民，劉超超，張良奇，
申請(專利權)人：長沙理工大學，
類型：發明
國別省市：
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