用于鐵路路基動(dòng)應(yīng)力測(cè)試的標(biāo)定方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于鐵路路基動(dòng)應(yīng)力測(cè)試的標(biāo)定方法和裝置。其中，所述標(biāo)定方法包括：安裝在所述鐵路路基中的壓力傳感器響應(yīng)于所述鐵路路基所承受的壓力輸出相應(yīng)的傳感器信號(hào)，其中該鐵路路基表面上設(shè)置有一承載板，該承載板上堆載有已知重量的介質(zhì)；以及根據(jù)所述介質(zhì)的重量和所述傳感器信號(hào)，確定實(shí)際壓力與所述傳感器信號(hào)之間的關(guān)系，以確定標(biāo)定系數(shù)。通過上述方法獲得的標(biāo)定系數(shù)較為準(zhǔn)確，改善了測(cè)試的準(zhǔn)確度。
【專利說明】用于鐵路路基動(dòng)應(yīng)力測(cè)試的標(biāo)定方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及介質(zhì)壓力標(biāo)定，具體地，涉及一種用于鐵路路基動(dòng)應(yīng)力測(cè)試的標(biāo)定方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]路基是軌道的基礎(chǔ)，隨著鐵路的全面提速，對(duì)路基的技術(shù)要求也相應(yīng)提聞，而路基在提速狀態(tài)下的動(dòng)應(yīng)力變化是導(dǎo)致基床變形甚至破壞的主要原因。從而需要通過壓力傳感器(如土壓力傳感器)來檢測(cè)路基所承受的壓力，以便對(duì)路基進(jìn)行受力分析。其中，土壓力傳感器一般采用實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)標(biāo)定，包括氣壓標(biāo)定、液體標(biāo)定(如油標(biāo))、土介質(zhì)(如砂礫)標(biāo)定。
[0003]在標(biāo)定過程中，通常是將壓力盒埋在土中或是混凝土中或是嵌在混凝土，由于壓力盒所受到的土壓力分布不均勻，因此壓力盒在壓力作用下的輸出結(jié)果將與氣壓、活液壓作用下的結(jié)果不同。也就是說，由于不同的介質(zhì)條件和應(yīng)力分布，壓力盒所測(cè)得的數(shù)據(jù)與均勻荷載的情況相比可能偏低或者偏高。另外，由于盒面的變形，拱效益以及盒面的剪應(yīng)力也可能減小盒面上的正應(yīng)力。由于現(xiàn)有標(biāo)定方法中，標(biāo)定環(huán)境與測(cè)試環(huán)境不同，因此，所獲得的標(biāo)定系數(shù)不準(zhǔn)確。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于鐵路路基動(dòng)應(yīng)力測(cè)試的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定方法和裝置，該方法能夠準(zhǔn)確確定實(shí)際壓力與傳感器輸出的傳感器信號(hào)之間的關(guān)系，從而能夠確定準(zhǔn)確的標(biāo)定系數(shù)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于鐵路路基動(dòng)應(yīng)力測(cè)試的標(biāo)定方法，所述現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定方法包括:1)安裝在所述鐵路路基中的壓力傳感器響應(yīng)于所述鐵路路基所承受的壓力輸出相應(yīng)的傳感器信號(hào)，其中該鐵路路基表面上設(shè)置有一承載板，該承載板上堆載有已知重量的介質(zhì)；以及2)根據(jù)所述介質(zhì)的重量和所述傳感器信號(hào)，確定實(shí)際壓力與所述傳感器信號(hào)之間的關(guān)系，以確定標(biāo)定系數(shù)。
[0006]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種用于鐵路路基動(dòng)應(yīng)力測(cè)試的標(biāo)定裝置，所述現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定裝置包括:壓力傳感器，安裝在所述鐵路路基中，用于響應(yīng)于鐵路路基所承受的壓力輸出相應(yīng)的傳感器信號(hào)，其中該鐵路路基表面上設(shè)置有一承載板，該承載板上堆載有已知重量的介質(zhì)；以及采集分析器，用于根據(jù)所述介質(zhì)的重量和所述傳感器信號(hào)，確定實(shí)際壓力與所述傳感器信號(hào)之間的關(guān)系，以確定標(biāo)定系數(shù)。
[0007]本發(fā)明通過壓力傳感器檢測(cè)鐵路路基所承受的壓力，根據(jù)產(chǎn)生所述壓力的介質(zhì)的重量和所述傳感器信號(hào)，確定實(shí)際壓力與所述傳感器信號(hào)之間的關(guān)系，進(jìn)而來確定較為準(zhǔn)確的標(biāo)定系數(shù)，提高測(cè)試的準(zhǔn)確度。
[0008]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于鐵路路基動(dòng)應(yīng)力測(cè)試的標(biāo)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的標(biāo)定裝置的布置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]附圖標(biāo)記說明
[0013]I路基2承載板
[0014]3介質(zhì)10壓力傳感器
[0015]20采集分析器

【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于鐵路路基動(dòng)應(yīng)力測(cè)試的標(biāo)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供的標(biāo)定裝置可以包括:壓力傳感器10，安裝在所述鐵路路基中，用于響應(yīng)于鐵路路基所承受的壓力輸出相應(yīng)的傳感器信號(hào)，其中該鐵路路基表面上設(shè)置有一承載板，該承載板上堆載有已知重量的介質(zhì)；以及采集分析器20，用于根據(jù)所述介質(zhì)的重量和所述傳感器信號(hào)，確定實(shí)際壓力與所述傳感器信號(hào)之間的關(guān)系，以確定標(biāo)定系數(shù)。
[0018]本發(fā)明的實(shí)施方式采用的是現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定方法，從而能夠消除室內(nèi)標(biāo)定所得標(biāo)定系數(shù)與實(shí)際測(cè)試的誤差。
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的標(biāo)定裝置的布置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，壓力傳感器10安裝在路基I的土體中，并通過有線或無線與采集分析器20連接。承載板2放置于路基I的表面，可以保持與壓力傳感器10的中心重合，并保證承載板2與路基面接觸良好、無空隙。另外，優(yōu)選地，承載板2應(yīng)能保證板下壓力均勻分布。采用的承壓板2的直徑可以不小于壓力傳感器10的直徑的10倍，承壓板2的厚度可以不小于10mm，以保證路基土體與壓力傳感器10受壓均勻。
[0020]此外，加壓方式應(yīng)該在能夠適應(yīng)路基現(xiàn)場(chǎng)的同時(shí)，保證簡單易行且計(jì)量準(zhǔn)確。在本實(shí)施方式中，采用逐層堆載的加壓方式，具體實(shí)施如下。采集分析器20可以將空載狀態(tài)(未安裝承載板并未堆載介質(zhì)的情況)下壓力傳感器10輸出的傳感器信號(hào)作為零值；將安裝承載板但未堆載介質(zhì)的情況下壓力傳感器10輸出的傳感器信號(hào)作為第一級(jí)荷載。之后，介質(zhì)3以逐層堆載的方式堆載至承載板2上，每堆載一層介質(zhì)，壓力傳感器10響應(yīng)于路基所承受的壓力輸出相應(yīng)的傳感器信號(hào)并將其傳送至采集分析器20 ;采集分析器20將堆載第η層介質(zhì)后壓力傳感器10輸出的傳感器信號(hào)作為第η級(jí)荷載。而且，采集分析器20利用堆載至承載板2上的介質(zhì)的質(zhì)量除以承載板2的面積以獲得單位面積上的實(shí)際壓力。如此，在逐層堆載的過程中，采集分析器20記錄多組相對(duì)應(yīng)的實(shí)際壓力和壓力傳感器10所輸出的傳感器信號(hào)，并確定實(shí)際壓力和壓力傳感器10所輸出的傳感器信號(hào)之間的關(guān)系，進(jìn)而確定標(biāo)定系數(shù)及壓力傳感器的靈敏度系數(shù)(即，壓力傳感器的電信號(hào)或應(yīng)變信號(hào)與實(shí)際壓力之間的關(guān)系)。
[0021]在上述堆載過程中，堆載的每層介質(zhì)重量應(yīng)計(jì)量精確，以保證計(jì)算的實(shí)際壓力的精確度；并且堆載的所有介質(zhì)的重量應(yīng)保證所計(jì)算的實(shí)際壓力不小于預(yù)估實(shí)測(cè)最大壓力值的1.5?2倍。其中預(yù)估實(shí)測(cè)最大壓力值為預(yù)估的實(shí)際過程中路基所承受的車輛或其它對(duì)象的最大壓力值。而且，優(yōu)選地，在堆載過程中，兩次堆載之間可以相隔一預(yù)設(shè)時(shí)間，直至壓力傳感器10輸出穩(wěn)定。
[0022]其中，上述介質(zhì)可以為袋裝土體或長方體狀石材或混凝土，但是本發(fā)明并不限制于此。優(yōu)選地，堆載介質(zhì)可以就地取材，以減小造價(jià)。
[0023]另外，介質(zhì)3可以以逐層卸載的方式從承載板2上卸載，具體過程如下。介質(zhì)3以逐層卸載的方式從承載板2上卸載，每卸載一層介質(zhì)，壓力傳感器10響應(yīng)于路基所承受的壓力輸出相應(yīng)的傳感器信號(hào)并將其傳送至采集分析器20 ;采集分析器20利用承載板2上的剩余介質(zhì)的質(zhì)量除以承載板2的面積以獲得單位面積上的實(shí)際壓力。如此，在逐層卸載的過程中，采集分析器20記錄多組相對(duì)應(yīng)的實(shí)際壓力和壓力傳感器10所輸出的傳感器信號(hào)，并確定實(shí)際壓力和壓力傳感器10所輸出的傳感器信號(hào)之間的關(guān)系，進(jìn)而確定標(biāo)定系數(shù)及壓力傳感器的靈敏度系數(shù)。而且，優(yōu)選地，在卸載過程中，兩次卸載之間可以相隔一預(yù)設(shè)時(shí)間，直至壓力傳感器10輸出穩(wěn)定。應(yīng)該理解的是，該卸載過程可以與上述堆載過程相結(jié)合。也就是說，可以基于堆載和卸載過程中實(shí)際壓力與壓力傳感器所輸出的傳感器信號(hào)之間的關(guān)系來確定標(biāo)定系數(shù)。例如可以基于每組實(shí)際壓力與傳感器信號(hào)之間的關(guān)系確定一標(biāo)定系數(shù)，然后對(duì)所求得的所有標(biāo)定系數(shù)求平均來得出最終的標(biāo)定系數(shù)。
[0024]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種用于鐵路路基動(dòng)應(yīng)力測(cè)試的標(biāo)定方法。該方法可以包括:安裝在所述鐵路路基中的壓力傳感器響應(yīng)于所述鐵路路基所承受的壓力輸出相應(yīng)的傳感器信號(hào)，其中該鐵路路基表面上設(shè)置有一承載板，該承載板上堆載有已知重量的介質(zhì)；以及根據(jù)所述介質(zhì)的重量和所述傳感器信號(hào)，確定實(shí)際壓力與所述傳感器信號(hào)之間的關(guān)系，以確定標(biāo)定系數(shù)。有關(guān)該方法的具體細(xì)節(jié)及益處與上述針對(duì)用于鐵路路基動(dòng)應(yīng)力測(cè)試的標(biāo)定裝置的細(xì)節(jié)及益處相同，于此不再贅述。
[0025]通過本發(fā)明提供的裝置和方法能夠避免室內(nèi)測(cè)試的各種因素的影響，提高了標(biāo)定系數(shù)與實(shí)際測(cè)試的一致性，改善了測(cè)試準(zhǔn)確度。
[0026]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。
[0028]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種用于鐵路路基動(dòng)應(yīng)力測(cè)試的標(biāo)定方法，其特征在于，所述現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定方法包括: 1)安裝在所述鐵路路基中的壓力傳感器來響應(yīng)于所述鐵路路基所承受的壓力輸出相應(yīng)的傳感器信號(hào)，其中該鐵路路基表面上設(shè)置有一承載板，該承載板上堆載有已知重量的介質(zhì)；以及 2)根據(jù)所述介質(zhì)的重量和所述傳感器信號(hào)，確定實(shí)際壓力與所述傳感器信號(hào)之間的關(guān)系，以確定標(biāo)定系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)定方法，其特征在于， 所述介質(zhì)以逐層堆載的方式堆載至所述承載板上；以及 每堆載一層介質(zhì)，執(zhí)行上述步驟I)-2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)定方法，其特征在于，所述方法還包括: 所述介質(zhì)以逐層卸載的方式從所述承載板上卸載；以及 每卸載一層介質(zhì)，執(zhí)行上述步驟I)-2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的標(biāo)定方法，其特征在于，兩次堆載或卸載之間相隔一預(yù)設(shè)時(shí)間，直至所述壓力傳感器輸出穩(wěn)定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)定方法，其特征在于，所述承載板的厚度不小于10mm，直徑不小于所述壓力傳感器的直徑的10倍，并且所述承載板與所述壓力傳感器被布置為中心重合。
6.一種用于鐵路路基動(dòng)應(yīng)力測(cè)試的標(biāo)定裝置，其特征在于，所述現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定裝置包括: 壓力傳感器，安裝在所述鐵路路基中，用于響應(yīng)于鐵路路基所承受的壓力輸出相應(yīng)的傳感器信號(hào)，其中該鐵路路基表面上設(shè)置有一承載板，該承載板上堆載有已知重量的介質(zhì)；以及 采集分析器，用于根據(jù)所述介質(zhì)的重量和所述傳感器信號(hào)，確定實(shí)際壓力與所述傳感器信號(hào)之間的關(guān)系，以確定標(biāo)定系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的標(biāo)定裝置，其特征在于， 所述介質(zhì)以逐層堆載的方式堆載至所述承載板上；以及 每堆載一層介質(zhì)，所述壓力傳感器響應(yīng)于鐵路路基所承受的壓力輸出相應(yīng)的傳感器信號(hào)，所述采集分析器根據(jù)所述介質(zhì)的重量和所述傳感器信號(hào)，確定實(shí)際壓力與所述傳感器信號(hào)之間的關(guān)系。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的標(biāo)定裝置，其特征在于， 所述介質(zhì)以逐層卸載的方式從所述承載板上卸載；以及 每卸載一層介質(zhì)，所述壓力傳感器響應(yīng)于鐵路路基所承受的壓力輸出相應(yīng)的傳感器信號(hào)，所述采集分析器根據(jù)所述介質(zhì)的重量和所述傳感器信號(hào)，確定實(shí)際壓力與所述傳感器信號(hào)之間的關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的標(biāo)定裝置，其特征在于，兩次堆載或卸載之間相隔一預(yù)設(shè)時(shí)間，直至所述壓力傳感器輸出穩(wěn)定。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的標(biāo)定裝置，其特征在于，所述承載板的厚度不小于10_，直徑不小于所述壓力傳感器的直徑的10倍，并且所述承載板與所述壓力傳感器被布置為中心重合。
【文檔編號(hào)】E02D1/00GK104372782SQ201410464980
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】薛繼連, 賈晉中, 孟憲洪, 黃立軍, 唐永康, 何占元, 蔡德鉤, 王立軍, 陳鋒 申請(qǐng)人:中國神華能源股份有限公司, 朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司, 中國鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所