(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210805654.6 (22)申请日 2022.07.08 (71)申请人 中南大学 地址 410012 湖南省长 沙市岳麓山左家垅 (72)发明人 谢康　陈晓斌　王业顺　胡航　 王晅　林宇亮　肖源杰　金亮星　 张家生　 (74)专利代理 机构 广州名扬高玥专利代理事务 所(普通合伙) 44738 专利代理师 黄俊杰 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种高铁填料振动压实力学状态评估方法 及系统 (57)摘要 本公开涉及一种高铁填料振动压实力学状 态评估方法及系统， 方法包括以下步骤： S01、 对 待测填料做振动压实试验， 获得所述待测填料基 于滞后相位角修正的振动压实刚度； S02、 对所述 待测填料做室内载荷试验， 获得所述待测填料的 强度K20； S03、 基于所述振动压实刚度和所述强 度K20， 评估所述待测填料 的振动压实力学状态。 系统用于实现上述方法。 本公开引入振动压实刚 度和强度作为力学状态评估指标， 可更好地匹配 现场振动压实标准， 可更全面地反映和评估填料 压实状态下的力学性能， 实现关于填料室内振动 试验的刚度和强度的高效、 全面和准确分析， 有 效提升了压实效果评估试验的水平。 权利要求书3页 说明书9页 附图6页 CN 115310168 A 2022.11.08 CN 115310168 A 1.一种高铁填料振动压实力学状态评估方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S01、 对待测填料做振动压实试验， 获得所述待测填料基于滞后相位角修正的振动压实 刚度； S02、 对所述待测填料做室内载荷试验， 获得 所述待测填料的强度K20； S03、 基于所述振动压实刚度和所述强度K20， 评估所述待测填料的振动压实力学状态。 2.根据权利要求1所述高铁填料振动压实力学状态评估方法， 其特征在于， 所述步骤 S01包括： S011、 根据所述振动压实试验所得位移变化 ‑时域曲线和激振力 ‑时域曲线， 计算所述 滞后相位角； S012、 根据所述振动压实试验参数， 计算所述待测填料的刚度指标； S013、 基于所述滞后相位角， 对所述刚度指标进行修 正， 计算获得 所述振动压实刚度。 3.根据权利要求2所述高铁填料振动压实力学状态评估方法， 其特征在于， 所述步骤 S011中， 按如下公式计算所述滞后相位角 其中， 表示滞后相位角， Δt表示一个采样周期内相邻振动设备振动位移与激振力的 幅值的时间差， ω表示偏心块的转动角速度， k表示一个采样周期内位移的周期数， Δti表 示一个采样周期内的第i个时间差 。 4.根据权利要求3所述高铁填料振动压实力学状态评估方法， 其特征在于， 所述步骤 S012中， 按如下公式计算所述待测填料的刚度指标 K'2： 其中， ω表示偏心块的转动角速度， 表示振动设备的振动加速度， 表示振动设备的 振动速度， x表示振动设备的振动位移， me表示偏心块质量， md表示振动单元质量， re表示偏 心距。 5.根据权利要求4所述高铁填料振动压实力学状态评估方法， 其特征在于， 所述步骤 S013中， 按如下公式计算所述振动压实刚度K2： 6.根据权利要求1所述高铁填料振动压实力学状态评估方法， 其特征在于， 所述步骤 S02包括： S021、 基于下沉 量指标和荷载强度指标按如下公式计算现场平板载荷试验指标 K30： K30＝σs/Ss； 其中， Ss表示现场下沉 量， σs表示下沉 量基准值所对应的现场荷载强度； S022、 分析缩尺之后的模型相对于原始尺寸试验结果的替代性， 确定室内外平板载荷权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115310168 A 2试验的各物理量相似比， 基于相似理论进行室内外平板载荷试验的相似判定， 获得室内外 平板载荷试验的试样应 变相似比Cε； S023、 根据所述现场平板载荷试验指标 K30和所述试样应 变相似比Cε， 计算所述强度K20。 7.根据权利要求6所述高铁填料振动压实力学状态评估方法， 其特征在于， 所述步骤 S022中， 确定室内外平板载荷试验的各物理量相似比具体为： 按如下公式确定试件的几何相似比： 按如下公式确定填料模量相似比： 按如下公式确定填料泊松比： 按如下公式确定应力相似比： 按如下公式确定所述试样应 变相似比Cε： 基于相似理论进行室内外平板载荷试验的相似判定具体为： μ0＝ μ1； 8.根据权利要求7所述高铁填料振动压实力学状态评估方法， 其特征在于， 所述步骤 S023中， 按如下公式计算所述强度K20： K20＝σ0/S0； S0＝Ss*Cε； 其中， S0表示室内试验下沉 量， σ0表示下沉 量基准值所对应的室内荷载强度。 9.一种高铁填料振动压实力学状态评估系统， 其特 征在于， 包括： 振动压实刚度分析模块， 其用于对待测填料做振动压实试验， 获得所述待测填料基于 滞后相位角修 正的振动压实刚度； 强度变形分析模块， 其用于对所述待测填料做载荷试验， 获得 所述待测填料的强度K20； 力学状态评估模块， 其用于基于所述振动压实刚度和 所述强度K20， 评估所述待测填料 的振动压实力学状态。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115310168 A 3