1.一种变参数智能调节高铁路基填料振动压实方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:在获取沉降数据的基础上,实时测试填料干密度:该实时测试填料干密度包括以下步骤:(1)在振动压实仪上布设位移传感器,实时采集沉降数据;(2)在获取沉降数据的基础上,实现压实沉降变形和填料干密度的实时转换,具体计算如下:计算初始密度式中,W—填料总质量,V 0 —填料初始总体积,A—压实筒面积;t—填料初始厚度;计算N次振动压实后的密度ρ n式中:V n ——N次振动压实后体积;A n ——N次压实筒面积;t n ——N次振动压实后填料的厚度;ε n ——沉降率,即沉降量S n 与填料厚度t的比值, 设填料的总质量W不变,且因压实而引起面积A n 的增减忽略不计,则A n ≈A (3)由上式结合(2)、(3)得第N次压实时的干密度:如果初密度ρ 0 已知,只要测定沉降量S n ,就可以立即算出N次振动压实后的ρ n ;对N次振动压实后的密度ρ n ;设ρ e 为压实结束后的密度,利用沉降量S n 与沉降率ε n 的关系,按式(4)得:式中,S e 为振动结束的总沉降;ρ n =ρ e (1-ε e )(1+ε n )≈ρ e (1-ε e +ε n ) (6)根据上式,只要测试出初始阶段干密度,其他阶段只要测出沉降量即可计算出对应的密度;该振动压实仪通过位移计实时采集土体沉降,自动输出全压实过程干密度值,取压实后的干密度作为极值干密度ρ dmax ;(3)基于压实时间与所对应的干密度,形成压密曲线;(4)基于压密曲线,开展压实性能分析;步骤2:基于所测试的填料固有频率,确定最优振动参数,计算所述最优振动参数的方法包括以下步骤:采用振动压实仪针对来源于现场的特定级配的填料生成不同压实度的试样;基于频谱曲线的模态分析法,获得不同压实度试样所对应的固有频率;量化压实度与固有频率关系;所述量化压实度与固有频率关系采用如下(9)的函数关系,并采用拟合优度R 2 来定量评估其拟合程度,公式如(10):式中,a、b、k为参数,y为固有频率,x为压实度;式中,R 2 为拟合优度,其值越大,拟合精度越高;y t 为实测固有频率值, 为拟合曲线计算出来的固有频率值;实际应用参数设置;步骤3:通过变频器控制系统中的PLC模块,采用Modbus通信方式,实现对变频器工作参数的远程设定和调整,实现智能调节参数;步骤4:高铁填料振动压实智能联机系统建立;该高铁填料振动压实智能联机系统分为仪器硬件端、数据采集端、变频控制端、数据传输端和电脑端;在测试中只需要测量出初始的干密度,在输入端进行输入,最终可在界面上输出压密曲线并进行实时的压实性能分析,且支持不同振动参数的设置。
2.根据权利要求1所述的变参数智能调节高铁路基填料振动压实方法,其特征在于:所述位移传感器采用丝孔安装方式,布设在振动压实仪框架位置,出线方式为电缆侧出,实时采集激振头的沉降数据。
3.根据权利要求1所述的变参数智能调节高铁路基填料振动压实方法,其特征在于:所述压密曲线开展压实性能分析依靠密实能量CEI和工后沉降能量TDI两个指标来量化填料的在压实阶段的压实性能,具体计算公式如下:以压实次数为横坐标,压实度为纵坐标绘制压密曲线,压密曲线符合为指数曲线,其方程为:y=aln N+b式中,a,b为拟合参数,N表示振动次数,y表示压实度;式中,CEI为密实能量,TDI为工后沉降能量;Ndes为96%压实度所对应的振动次数;Nmax为98%压实度做对应振动次数。
4.根据权利要求1所述的变参数智能调节高铁路基填料振动压实方法,其特征在于:变频控制端以电脑为主机,变频器是从机,采用Modbus通讯协议实现对变频器启停控制、工作状态的实时监控;所述数据传输端以电脑与变频器和电脑与位移传感器之间的数据传输,均采用Modbus通信方式,实现对变频器工作参数的远程设定和调整,并对变频器工作状态进行实时监控,实现对位移传感器数据的实时采集。
5.一种路基填料振动压实系统,其特征为:该系统采用权利要求1-4任一所述的变参数智能调节高铁路基填料振动压实方法实现对路基填料振动压实检测。