【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及公路路基压实度检测的，具体涉及一种基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法。
技术介绍
1、土石混合填料是一种常见的路基填筑材料，与土质填料不同，土石混合填料为典型的散体材料，其物质组成成分复杂、力学性质变异性强，采用基于连续介质理论对土石路基的性能进行研究具有一定局限性。孔隙率是评价填料压实质量的关键指标之一，关系到路基的稳定性、承载能力和耐久性。传统的孔隙率检测方法主要包括钻芯取样法、灌砂法和核密度仪法等，这些方法虽然能够提供一定的检测数据，但在效率、准确性和实时性方面存在诸多不足。
2、传统检测方法通常需要取样后再进行实验室分析，这不仅耗时耗力，而且在大型工程项目中难以满足快速检测的需求。传统检测方法依赖于人工操作，容易受到操作人员技术水平的影响，人工取样和分析的过程繁琐，增加了检测成本。在复杂地质条件下，传统检测方法往往难以实施。例如，在山区或软土地段，钻芯取样和灌砂法可能因为地质条件的限制而无法进行有效检测。此外，核密度仪法虽然不受地形限制，但其设备笨重，不易搬运。此外，传统检测方法只能提供静态数据，无法实现对路基填料孔隙率的动态监测。在施工过程中，路基填料的孔隙率会随着压实程度的变化而变化，传统的检测方法无法实时跟踪这些变化，导致无法及时调整施工参数，从而影响工程质量。
3、如公开号为cn113310868a的专利申请公开了一种电阻率法测定原位土石混合料孔隙率的装置及方法，该装置包括土工织物，所述土工织物上涂覆有聚氯乙烯绝缘涂料，所述聚氯乙烯绝缘涂料上设有电极，且电极内设
4、公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法，提升孔隙率检测工作的质量和效率。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供一种基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法，包括以下步骤：
4、s1：设置土石填料的填料参数，并通过三轴试验获取土石填料的特性参数；
5、s2：基于所述填料参数与特性参数生成土石路基的三维颗粒流模型，并记录三维颗粒流模型的孔隙率；
6、s3：设置载荷条件并对所述三维颗粒流模型施加模拟载荷，并记录三维颗粒流模型表面的动力响应数据；
7、s4：保持填料参数与载荷条件不变，重复执行步骤s1至s3，记录不同的孔隙率对应的动力响应数据，并拟合孔隙率计算模型；
8、s5：保持载荷条件不变，改变填料参数并重复执行步骤s1至s4，得到不同填料参数在同一载荷条件下的孔隙率计算模型；
9、s6：改变载荷条件，并重复执行步骤s1至s5，得到不同填料参数在不同载荷条件下的孔隙率计算模型，并构建颗粒流模拟数据库；
10、s7：采集土石路基的土石样本，并测定土石路基的填料参数；设置载荷条件对土石路基施加pfwd测试载荷，并测量土石路基表面的动力响应数据；
11、s8：基于土石路基的填料参数与载荷条件在颗粒流模拟数据库中检索对应的孔隙率计算模型，并基于对应的孔隙率计算模型计算土石路基的孔隙率。
12、作为本专利技术所述基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法的一种优选方案，其中：所述填料参数包括土石比、粒径分布、密度、含水量；所述特性参数包括内摩擦角、粘聚力、应力应变曲线、弹性模量、泊松比；
13、所述通过三轴试验获取土石填料的特性参数的方法如下：
14、通过筛分实验获取每种粒径范围的土石颗粒，并按照设置的填料参数进行配料，得到圆柱形的填料样本；
15、对所述填料样本施加围压；
16、对所述填料样本施加轴向载荷，逐步增大轴向载荷直至填料样本被破坏，记录轴向载荷的应力大小以及对应的轴向应变与横向应变，并绘制应力应变曲线；其中，所述应力应变曲线的横坐标为填料样本的轴向应变，纵坐标为轴向载荷的应力大小，单位为千帕；
17、截取所述应力应变曲线的初始直线段并计算斜率，得到弹性模量；从所述初始直线段上选择任一点，获取对应的轴向应变与横向应变，并计算泊松比；
18、记录填料样本被破坏时的轴向载荷的应力大小与围压的压强，绘制mohr圆图，通过mohr-cou l omb定律计算内摩擦角和粘聚力。
19、作为本专利技术所述基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法的一种优选方案，其中：所述生成土石路基的三维颗粒流模型，并记录三维颗粒流模型的孔隙率的方法如下：
20、在离散元软件中设置土石填料的填料参数与特性参数；
21、通过落雨法分三层自下而上生成土石路基的三维颗粒流模型；所述三维颗粒流模型自下至上分别为路堤、下路床、上路床；每生成一层，对三维颗粒流模型的上表面施加一次简谐载荷；得到完整的土石路基的三维颗粒流模型，通过离散元软件读取并记录三维颗粒流模型的孔隙率。
22、作为本专利技术所述基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法的一种优选方案，其中：对所述三维颗粒流模型施加模拟载荷为pfwd测试的模拟过程；所述载荷条件包括载荷大小、载荷板参数、载荷高度；其中，所述载荷大小表示pfwd测试的重锤重力；所述载荷板参数表示pfwd测试的载荷板形状与尺寸；所述载荷高度表示pfwd测试中重锤的释放高度；
23、所述动力响应数据包括表面位移、表面加速度、弯沉量；其中，所述表面位移表示路基表面的位移，包括水平位移和垂直位移；所述表面加速度表示路基表面的加速度，包括水平加速度和垂直加速度；所述弯沉量表示路基表面的最大下沉量；在载荷板周围设置n个采样点，记录n个采样点的水平位移、垂直位移、水平加速度、垂直加速度并分别求均值，得到动力响应数据中的表面位移、表面加速度；记录重锤撞击处对应的路基表面的位移，得到所述弯沉量。
24、作为本专利技术所述基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法的一种优选方案，其中：所述孔隙率计算模型为线性回归模型、多项式回归模型、支持向量回归模型中的任一种；输入为动力响应数据，输出为孔隙率；通过不同的孔隙率及其对应的动力响应数据分别拟合线性回归模型、多项式回归模型、支持向量回归模型并进行模型测试，取计算误差最小的模型作为孔隙率计算模型。
25、作为本专利技术所述基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法的一种优选方案，其中：所述颗粒流模拟数据库包括填料参数、载荷条件本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法，其特征在于：所述填料参数包括土石比、粒径分布、密度、含水量；所述特性参数包括内摩擦角、粘聚力、应力应变曲线、弹性模量、泊松比；
3.如权利要求2所述的基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法，其特征在于，所述生成土石路基的三维颗粒流模型，并记录三维颗粒流模型的孔隙率的方法如下：
4.如权利要求3所述的基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法，其特征在于：对所述三维颗粒流模型施加模拟载荷为PFWD测试的模拟过程；所述载荷条件包括载荷大小、载荷板参数、载荷高度；其中，所述载荷大小表示PFWD测试的重锤重力；所述载荷板参数表示PFWD测试的载荷板形状与尺寸；所述载荷高度表示PFWD测试中重锤的释放高度；
5.如权利要求4所述的基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法，其特征在于：所述孔隙率计算模型为线性回归模型、多项式回归模型、支持向量回归模型中的任一种；输入为动
6.如权利要求5所述的基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法，其特征在于：所述颗粒流模拟数据库包括填料参数、载荷条件、孔隙率、每种填料参数在每种载荷条件下的任一孔隙率对应的动力响应数据以及每种填料参数在每种载荷条件下的孔隙率计算模型；其中，任一孔隙率计算模型对应唯一的一组填料参数、载荷条件。
7.如权利要求6所述的基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法，其特征在于，测量土石路基表面的动力响应数据的方法如下：
8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，用于存储指令；处理器，用于执行所述指令，使得所述设备执行实现如权利要求1-7中任一项所述的基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法的操作。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法。
...【技术特征摘要】
1.基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法，其特征在于：所述填料参数包括土石比、粒径分布、密度、含水量；所述特性参数包括内摩擦角、粘聚力、应力应变曲线、弹性模量、泊松比；
3.如权利要求2所述的基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法，其特征在于，所述生成土石路基的三维颗粒流模型，并记录三维颗粒流模型的孔隙率的方法如下：
4.如权利要求3所述的基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法，其特征在于：对所述三维颗粒流模型施加模拟载荷为pfwd测试的模拟过程；所述载荷条件包括载荷大小、载荷板参数、载荷高度；其中，所述载荷大小表示pfwd测试的重锤重力；所述载荷板参数表示pfwd测试的载荷板形状与尺寸；所述载荷高度表示pfwd测试中重锤的释放高度；
5.如权利要求4所述的基于颗粒流模拟数据库的土石路基填料孔隙率检测方法，其特征在于：所述孔隙率计算模型为线性回归模型、多项式回归模型、支持向量回归模型中的任一种；输入为动力响应数据，输...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡智，严鑫，孙艺涵，吴剑军，余以强，詹伟，肖旦强，郑昊，
申请(专利权)人：浙江省交通运输科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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