專利名稱：基礎剛度值的確定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定基礎剛度值的方法和裝置，其中，用該裝置還可以進行基礎壓實。
尤其是在地下工程中，一方面在工作開始前想要了解涉及以后待實施基礎壓實的基礎情況如何；可達到哪些壓實值；可能必須平整基礎區(qū)域并且可能必須堆疊新的材料，以便在道路、鐵路、機場跑道…中完全達到預給定的基礎壓實或預給定的承載能力。
另一方面，在已實施基礎壓實時，應當可以確定已達到壓實度，以便可以保證委托者要求的壓實值。此外想要了解目前的壓實斷面看上去如何，并且用現(xiàn)有裝置還是否完全可能進一步壓實。即，通過用振動夯實板、碾壓車、溝槽碾壓機(Grabenwalzen)等繼續(xù)駛過還可以提高壓實。
背景技術(shù)：
在德語公開文獻DE-A 100 19 806中嘗試避免基礎壓實裝置(尤其是在振動夯實板中)的“跳動”，因為由此可能發(fā)生已壓實的基礎松弛以及可能出現(xiàn)機器磨損的快速提高。為此，檢測基礎壓實元件的激勵振動的諧波。其出發(fā)點是，由于過高的沖擊能量對已壓實的基礎的反作用會出現(xiàn)諧波。
在DE-A 100 28 949中介紹了一種系統(tǒng)，它適合用于在碾壓時以及在板振動時確定壓實度。一個用于測量上部結(jié)構(gòu)的垂直運動的位移傳感器安置在該上部結(jié)構(gòu)上。在激勵頻率的最大60％時出現(xiàn)的下部結(jié)構(gòu)相對于上部結(jié)構(gòu)的振動的振幅值被得到。上述振幅值的商被考慮為基礎的當前壓實度的量度。
在WO 98/17865中說明一種具有一個在輪緣上的加速度接收器的基礎壓實裝置。壓實應該總是最佳的，即，當出現(xiàn)基礎壓實系統(tǒng)的諧振時可最快地并且最小能耗地實施。該基礎壓實系統(tǒng)由待壓實的基礎和作用在基礎上的壓實裝置構(gòu)成。
在US-A4,546,425中說明，待壓實的基礎如何在機器數(shù)據(jù)保持不變時通過多次碾過變得越來越硬并且壓實輥開始跳動。為了避免這樣的跳動，使用一個可調(diào)節(jié)的偏心輪。
在US-A5,695,298中說明了一種用于控制基礎壓實過程的方法。該基礎壓實裝置的輪緣用周期的諧波振動來激勵。通過一個安置在支架上和輪緣上的加速度測量儀測得該輪緣的振動。所得到的測量信號被輸入到用于激勵頻率(或更高頻率)的第一帶通濾波器和輸入到用于半激勵頻率的第二帶通濾波器。通過一個除法電路將第二帶通的輸出信號(半激勵振動的振幅)除以第一帶通的輸出信號(激勵頻率的振幅)。該商數(shù)應該不超過一個預給定的值，例如5％，由此在避免不穩(wěn)定狀態(tài)的情況下可以穩(wěn)定工作。
在US-A 5,727,900中說明一種用于基礎壓實裝置的控制裝置以及一種用于測量基礎剛度的方法。在這樣的情況下，作為測量數(shù)據(jù)，壓實裝置的輪緣的水平和垂直的加速度值、偏心輪的位置、偏心輪的偏心度和壓實裝置的滾動速度被測量。說明一種在多次碾過同一基礎區(qū)域時如何調(diào)節(jié)用于振動的激勵頻率的方法。
為了得知基礎剛度，從等式f＝fnom(G/Gnom)q出發(fā)，其中，G是基礎的剛性率，f是一個要調(diào)節(jié)的激勵頻率。q是經(jīng)驗值。對于預給定的基礎壓實，得到一個最佳的壓實頻率fnom。Gnom是已壓實基礎的一個典型的剛性率。G和q是當前的基礎數(shù)據(jù)，其中，在壓實過程中G增加而q下降。
在R.Anderegg的文章“道路建設和地下工程(Strassen-undTiefbau)”(1997年12月)中說明了一種在道路振動輥壓時的表面覆蓋的動態(tài)壓實控制，其中，該控制有助于監(jiān)控正在實施的壓實工作和檢驗已結(jié)束的壓實工作。輥和基礎共同構(gòu)成一個振動系統(tǒng)。輪緣通過一個以一個頻率旋轉(zhuǎn)的不平衡(Unwucht)來激勵。已確定，隨著基礎壓實的增加，輪緣從地面抬起，由此產(chǎn)生諧振；在繼續(xù)壓實時出現(xiàn)一次分諧波振動。
激勵頻率被調(diào)節(jié)到“壓實裝置-具有所要求的壓實的基礎”振動系統(tǒng)的一個期望的諧振頻率上。因此，隨著壓實增加，該振動系統(tǒng)的固有頻率增加并且接著移動到該固有頻率附近，由此產(chǎn)生最大基礎反應力的增加。為了能評價所達到的壓實度，考察二次諧波與激勵頻率和二次分諧波與激勵頻率的振幅比。該比例越大，所達到的壓實度應該越大。
US 6,244,102 B1涉及一種用于確定一層和特別是多層基礎區(qū)域的壓實度的方法。為此，首先確定根據(jù)希望壓實的層的單位面積重量，此外確定基礎壓實裝置-地層-地基系統(tǒng)的有效振動質(zhì)量和該系統(tǒng)在所希望的壓實時的固有頻率?，F(xiàn)在要根據(jù)所測得的系統(tǒng)振動頻率與所確定的固有頻率之間的比值確定壓實度。為了實施該方法，該基礎壓實裝置具有一些用于測量頻率、振幅、加速度和其它值的傳感器，這些傳感器通過一個接口與一個計算機相連。該計算機分析計算所測量的值并且提供用于繼續(xù)壓實過程的最佳參數(shù)，使得振幅、頻率、不平衡質(zhì)量等可以適合。該裝置的作用頻率被調(diào)節(jié)到接近諧振頻率的一個值上。

發(fā)明內(nèi)容
任務本發(fā)明的任務在于，給出一種方法或提供一種裝置，通過該方法或通過該裝置可以以簡單的方式快速求得一個基礎表面上的相對的以及絕對的基礎剛度值。
解決方案該任務的解決方案根據(jù)通過權(quán)利要求1所述的特征的方法實現(xiàn)以及根據(jù)通過權(quán)利要求8所述特征的裝置實現(xiàn)。
本發(fā)明的核心是，如圖1中可以看到的，使用僅僅一個唯一的機器(裝置)用于基礎壓實值的絕對測量和相對測量以及用于壓實基礎。絕對測量必須一定的時間消耗，以便調(diào)節(jié)振動系統(tǒng)的諧振，該振動系統(tǒng)由振動單元和基礎區(qū)域構(gòu)成，在該基礎區(qū)域上該振動單元與基礎表面處于持續(xù)的接觸中。相對值的求得是一個快速的方法，直接在駛過該基礎表面時就可求得這些值。如果機器根據(jù)下面所列舉的方法在確定的基礎組成成分(粘土、沙、砂礫、具有預給定的砂礫/沙成分的粘土型基礎)上校準，那么也可以在駛過時已經(jīng)求得基礎壓實(基礎剛度)的絕對值。
因為該機器有一個具有周期激勵力的振動單元，當然也可以實施基礎壓實。
根據(jù)本發(fā)明確定已壓實或待壓實的基礎的相對值根據(jù)本發(fā)明是一個極快的方法。由此可以得知，哪里基礎已經(jīng)壓實好和那里壓實不夠好。因此也可以估計，通過繼續(xù)駛過基礎壓實是否還可以被提高，或者已達到的基礎壓實度(達到的基礎剛度)用現(xiàn)有裝置還可以大大增加還是不能再增加。
絕對基礎剛度值的求得迄今通過常規(guī)的、所謂公知的平板壓力試驗來實施。在這樣的平板壓力試驗中，一個30cm直徑的平板被施加一個預給定的壓力并且測量沉降。在此涉及一種靜態(tài)的方法。該測量方法通過標準確定并且只能費事地實施。絕對壓實值總是在預給定的地點上、即按特定點求得。如果在一個地點上一次求得絕對值，那么通常還感興趣的是，壓實變化(壓實斷面)在周圍看上去如何。
現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明建議，絕對測量也通過為相對測量設置的振動單元來進行。為了不僅進行基礎壓實度或基礎剛度值的絕對測量、而且進行相對測量，僅僅改變作用在一個振動單元上的隨時間變化的力。
如下面詳細實施的，該相對值由此求得，即對于一個作用在振動單元上的作用頻率從振動系統(tǒng)的振動形式中求得多個分諧波并且從該作用頻率的所有分諧波中確定具有最低頻率的那個分諧波，其中，該最低頻分諧波的頻率越低，基礎剛度就越高。在這樣的情況下，該振動單元處于所謂“混雜的振動狀態(tài)”中。
這些絕對值被求得，其方式是，該振動單元在下面說明的加載運行中工作。
振動單元的“混雜的振動狀態(tài)”和“加載運行”僅僅通過一個在其值上變化的、隨時間變化的、作用在該振動單元上的力來區(qū)分。
簡單地說，作用在振動單元上的隨時間變化的力在絕對測量中是這樣的，即在該基礎表面上處于諧振中的振動單元總是與基礎接觸地振動。相反，在相對測量時該振動單元跳動，即它抬起并且可以由于該抬起在同時測量相對基礎壓實度或相對基礎剛度的情況下容易地在基礎表面上運動。相對的、標志壓實狀態(tài)的值直接在駛過時得到。
為了絕對測量，在該振動單元上產(chǎn)生一個隨時間變化的激勵力作為具有最大的、垂直地對著基礎表面指向的第一振動值的第一周期力。該激勵力的頻率或它的周期這樣被調(diào)節(jié)或被調(diào)整，直到由該振動單元和一個待壓實或待測量的基礎區(qū)域構(gòu)成的振動系統(tǒng)產(chǎn)生諧振，該振動單元與該基礎區(qū)域處于持續(xù)的表面接觸中。諧振頻率f被保持或被存儲。此外，得到出現(xiàn)該激勵力的最大振動值和上述振動系統(tǒng)的振動響應的最大振動值之間的一個相位角。
例如如果用一個振動夯實板工作，那么已知底部托架的振動的質(zhì)量md，并且也已知一個不平衡激勵器的靜態(tài)力矩Md，其中在此要考慮所有的、振動的不平衡。除相位角外，測量底部托架的振幅A。由振動質(zhì)量md[kg·m]、諧振頻率f[HZ]、靜態(tài)力矩Md[kg·m]、振幅A[m]和相位角° 以用以下的關(guān)系式來確定一個絕對的基礎剛度kB[MN/m]kB＝(2·π·f)2·(md+{Md·cos}/A) {A}從所求得的基礎剛度kB(適合于絕對值也適合于相對值)可以通過下面的公式求得相關(guān)基礎區(qū)段的彈性模量 該Formfaktor(形狀因數(shù))可以通過對與一個彈性半無限空間接觸的物體的連續(xù)機械的考察按照“工程學領(lǐng)域研究”(Forschung auf demGebiet des Ingenieurwesens)第10卷，1939年9/10月，第5期，柏林第201-211頁，G.Lundberg“兩個半空間的彈性接觸”(ElastischeBeruehrung zweier Halbraeume)求得。
為了求得相對值，其中在此涉及一種快速方法，激勵力被這樣提高，直到產(chǎn)生該振動單元的跳動。該激勵頻率通常選擇得過諧振，但也可以用諧振頻率或欠諧振地工作，在這樣的情況下不平衡必須相應地改變。
現(xiàn)在也不再使激勵力垂直于基礎表面作用，而是這樣，即具有振動單元的裝置在基礎表面上獨立運動并且只須被振動夯實板操控者導向到所希望的方向上。該裝置的測量裝置在這樣的情況下這樣構(gòu)造，使得只進行振動夯實板上的振動響應的頻率分析。通過濾波電路求得對激勵頻率的最低頻的分諧波振動。該最低頻分諧波振動頻率越低，所達到的基礎壓實就越大。通過求得對所有分諧波振動的振動響應中的振幅值和對激勵頻率的第一諧波，還可以改善測量。這些振幅值在使用權(quán)函數(shù)的情況下與激勵頻率的振幅按照下面等式相比s＝x0·A2f/Af+x2·Af/2/Af+x4·Af/4/Af+x8·Af/8/Af{B}x0，x2，x4，和x8是加權(quán)因數(shù)，它們的求得在下面說明。Af是作用在振動單元上的激勵力的最大振動值。A2f是對激勵振動的第一諧波的最大振動值。Af/2是具有激勵振動的二分之一頻率的第一分諧波的最大振動值。Af/4和Af/8是具有激勵振動的四分之一頻率或八分之一頻率的第二或第三分諧波的最大振動值。A2f，Af/2，Af/4和Af/8該振動響應中求得。
現(xiàn)在s的值越大，該基礎壓實也越大。因為為了評價基礎壓實僅僅必須求得最大振動值和在構(gòu)成總和情況下它們的關(guān)系，在此涉及一種極快的測量方法。
如果現(xiàn)在確定上面列舉的權(quán)值，那么由相對測量得出一個絕對測量，其中絕對值的得到總是與同一基礎組成成分(參看上面的粘土、沙、砂礫、具有預給定的砂礫/沙成分的粘土型基礎)相聯(lián)系。
所求得的值s現(xiàn)在可以根據(jù)不同的值高低輸送到配置的顯示燈上。接著，在駛過預給定基礎組成成分的基礎區(qū)域的基礎分區(qū)域時一眼就能看出，基礎壓實度的變化如何。如果每次在例如用溝槽碾壓機、用碾壓車等進行壓實過程后測量，那么可以求得壓實增加。如果該壓實增加僅僅很小或者沒有求得壓實增加，則繼續(xù)駛過也不會帶來進一步的壓實增加。因此，如果要求進一步的壓實增加，必須用其它的壓實裝置來工作，或者通過材料替換來改變基礎組成成分。
因為通過在此列舉的裝置不僅可以進行基礎壓實的絕對測量、而且可以進行快速的相對測量，可能的是，如下面所實施的，在校準后也進行快速的絕對測量。從上面的等式{A}出發(fā)，在已知“機械參數(shù)”時底部托架的振動質(zhì)量md和不平衡激勵器的靜態(tài)力矩Md，只要使用振動夯實板，和底部托架的振動振幅A、諧振頻率f[Hz]以及相位角 的測量值，可以求得基礎分區(qū)域的絕對的基礎剛度kB[MN/m]。
相應于等式{B}中的四個加權(quán)因數(shù)x0，x2，x4，和x8，現(xiàn)在在基礎區(qū)域的四個不同的基礎分區(qū)域上通過各一個絕對測量求得基礎剛度值kB1，kB2，kB3和kB4，其中，在此，在同一基礎組成成分情況下應產(chǎn)生不同的基礎剛度值。
在求得基礎剛度值kB1，kB2，kB3和kB4后，求得這四個基礎分區(qū)域上的最大振動值Af，A2f，Af/2，Af/4和Af/8。這些所得到的值被使用在該等式{B}中，其中這些基礎剛度值kB1，kB2，kB3和kB4被使用于s?，F(xiàn)在有四個等式，由它們可以求得四個還未知的加權(quán)因數(shù)。
如果這些值存儲在下面說明的裝置的一個分析計算單元的一個存儲器中，則在駛過基礎分區(qū)域時僅須還求得最大振動值Af，A2f，Af/2，Af/4和Af/8并且與權(quán)值結(jié)合起來，以便得到絕對的基礎剛度值。絕對測量現(xiàn)在可以與上面所列舉的相對測量一樣快地進行。
如果基礎組成成分改變，那么相對測量還可以進行；但應進行再校準。對于不同基礎組成成分的權(quán)值可以存儲在該裝置的一個存儲器中并且在由該基礎組成成分預給定的公差內(nèi)進行測量。但是，在基礎組成成分改變時，為了得到足夠的準確度，始終要進行校準。校準雖然比快速的相對測量明顯緩慢，但在訓練后可以在幾秒中內(nèi)實施校準。
所求得的基礎壓實值優(yōu)選與對應的測量地點坐標一起存儲或立刻傳送給一個中心例如建筑辦公室，由此可以規(guī)劃或委托必需的壓實機器或基礎上的工作的相應步驟。取代傳送給位置遙遠的中心，也可以傳送給碾壓機操作員，在此，該碾壓機超作員正好在測量過的基礎區(qū)域上實施基礎壓實并且通過該測量值通知他，繼續(xù)壓實是否還可以導致基礎剛度的增加。當然，絕對的基礎值以及該相對的基礎值可以直接顯示和表示在待測量的振動夯實板上。
優(yōu)選將一個振動夯實板作為振動單元，因為在此涉及價格便宜的產(chǎn)品。但是也可以使用其它機器、溝槽碾壓機和碾壓車。但是該振動夯實板具有這樣的優(yōu)點，即與基礎表面的接觸面積是確定的。
優(yōu)選將兩個被反向驅(qū)動的不平衡作為激勵力。這兩個不平衡的相互位置必須可相互調(diào)節(jié)，由此，激勵力一會兒可垂直指向基礎表面(用于校準和絕對測量)，一會兒可逆著運動方向斜向后指向。激勵力的頻率也必須(在此例如不平衡的方向相反的轉(zhuǎn)速)可調(diào)節(jié)，以便能夠進入諧振。諧振頻率的搜索可以手動地實現(xiàn)，但可以以優(yōu)選方式通過自動“掃描”過程進行，該過程達到諧振頻率。
以有利方式，靜態(tài)的不平衡力矩也可以可調(diào)節(jié)地構(gòu)造，其方式是，例如可進行這個或這些不平衡質(zhì)量的徑向調(diào)節(jié)。
在本發(fā)明中，與公知的基礎壓實方法或公知的壓實裝置相反，不嘗試消除激勵頻率(作用頻率)的分諧波。相反，它們被有意地分析計算。即，由這樣的知識出發(fā)如在詳細說明中說明的，分諧波的頻率確定所達到的基礎壓實度。最低頻分諧波的頻率越低，基礎壓實度越大，基礎壓實裝置的基礎接觸單元在它上面運動。
現(xiàn)在可以對與待壓實的或已壓實的基礎接觸的基礎接觸單元傳遞力地加載一個唯一的正弦振動，通常通過一個回轉(zhuǎn)的偏心輪或通過兩個在角度方面可相對調(diào)節(jié)的偏心輪。但是，也可以使用多個具有不同回轉(zhuǎn)頻率的偏心輪。那么，對于這些頻率中的每一個，根據(jù)所達到的基礎壓實度不同得到一系列的分諧波。如果使用多個“基頻”，則可以詳細報告所達到的或待測量的基礎壓實。
但是優(yōu)選作用在基礎接觸單元上的作用頻率選擇得可調(diào)節(jié)。在頻率可調(diào)節(jié)時可求得由基礎接觸單元和待壓實或已壓實的基礎區(qū)域組成的振動系統(tǒng)的諧振。在諧振中工作得到壓實功率減小的壓實。因為該振動系統(tǒng)基于待提供的壓實功率是一個衰減的系統(tǒng)，由衰減程度產(chǎn)生激勵(例如通過旋轉(zhuǎn)的不平衡產(chǎn)生的力)的最大振幅和該系統(tǒng)的振動(＝基礎接觸單元的振動)之間的一個相位角。為了能確定該相位角，在該基礎接觸單元上除了一個用于分諧波(以及也用于諧振頻率和諧波{Harmonische})的傳感器外還安裝一個測量基礎壓實方向上的暫時偏轉(zhuǎn)的傳感器。該激勵(力施加在基礎接觸單元上)的暫時偏轉(zhuǎn)同樣可以被測量，但是可以容易地從這個不平衡或這些不平衡的目前位置中求出。最大振幅(用于基礎接觸單元的振動的激勵振動)的暫時位置通過一個比較單元求得。該激勵優(yōu)選這樣調(diào)節(jié)，使得該激勵的最大振幅超前于基礎接觸單元的最大振幅約90°至180°，優(yōu)選約95°至130°。在此求得的值也可以如下面實施的在激勵頻率可變化的情況下為了求得絕對壓實值被引用。
優(yōu)選的，該激勵力的最大的振幅也設計成可調(diào)節(jié)的。該激勵力的調(diào)節(jié)可以在使用例如兩個不平衡的情況下達到，這兩個不平衡以相同的轉(zhuǎn)動速度旋轉(zhuǎn)并且它們的角度方面的距離可以改變。這些不平衡可以同向地或反向地運動。
補充地說明，只要具有基礎接觸單元的基礎壓實裝置沒有相應地設計，分諧波的出現(xiàn)就可以導致機器損壞。因此，對應基礎接觸單元和其余機器部件之間的減震元件這樣設計，使得分諧波的傳遞被衰減。當然可以這樣設計整個基礎壓實單元，使得低頻的分諧波不造成損壞，它們的頻率按照在詳細說明中的實施方式公知。但也可以使激勵力的振幅低下來這樣多，使得分諧波的振幅不造成損壞或不再存在。
從下面的細節(jié)說明和權(quán)利要求的總和中得出本發(fā)明的其它有利實施方式和特征組合。


用于說明這些實施例的附圖示出圖1用于說明本發(fā)明的一個示意圖，圖2用于說明具有一個例如振動夯實板和一個待壓實或已壓實的基礎區(qū)域的能振動的一個系統(tǒng)的一個分析模型的示意圖，圖3一個所謂振動單元的作為振動單元的底部托架的例如激勵，圖4一個無量綱模型向仿真模型轉(zhuǎn)換的例子，圖5在不同硬度的基礎上在機器參數(shù)保持不變時振動夯實板的運動特性，圖6可以優(yōu)選安置在振動夯實板上的、用于估計基礎壓實的簡單結(jié)構(gòu)，以及圖7圖6中所示電路的變型。
基本上在這些附圖中相同的部件和元件標有相同的參考標號。
具體實施例方式
在對動態(tài)基礎壓實裝置的分析說明中占中心地位的是，將基礎接觸單元與已壓實的或待壓實的基礎一起看作一個唯一的系統(tǒng)。為此，在圖2中表示出一個振動夯實板1，它具有在一個基礎區(qū)域的一個已壓實或待壓實的基礎分區(qū)域3的基礎表面2上處于接觸中的、底部托架5的底板4。該底板4是一個基礎接觸單元。該底部托架5通過減振元件6與一個上部結(jié)構(gòu)7相連，在該上部結(jié)構(gòu)上安置一個導向牽引桿9。處于下面所說明的“跳動”狀態(tài)中的振動夯實板1可以通過該導向牽引桿9在包括基礎表面2的基礎區(qū)域上被導向。在該導向牽引桿9上安置調(diào)節(jié)元件10a，10b和10c，通過它們可以調(diào)節(jié)靜態(tài)的不平衡力矩Md、激勵頻率f和作用在基礎表面2上的合成力角度α。此外，該導線牽引桿9具有一個例如在此構(gòu)造為橢圓環(huán)的安全元件11，后者在所示位置中僅僅允許空載運行不平衡力矩作用在該底板4上。該空載運行不平衡力矩調(diào)節(jié)得這樣小，使得不會發(fā)生振動夯實板1在基礎表面2上在水平方向運動。
待壓實的或待測量的基礎分區(qū)域3(地基)與振動夯實板1(壓實或測量裝置)之間的單面結(jié)合是出現(xiàn)下面所說明的非線性作用的主要原因。該單面結(jié)合以這樣的事實為基礎在裝置1和基礎分區(qū)域3之間可以傳遞壓力但不能傳遞拉力。與此相對應地涉及力受控制的非線性，該裝置1在超過最大基礎力值時周期地失去與基礎分區(qū)域3(地基)的接觸。與此相比，基礎特性的附加的非線性元素例如剪切伸長受控制的剛度變化可以被忽視。底部托架和上部結(jié)構(gòu)5和7之間的(橡膠)減震元件6的超線性(ueberlinear)的彈性特性曲線也具有從屬意義并且不根本影響分析說明的計算結(jié)果。
該振動夯實板1作為壓實或測量裝置一般具有一個基礎接觸單元(具有底板4的底部托架5)，它具有兩個反向旋轉(zhuǎn)的、具有總質(zhì)量md的不平衡13a和13b(圖2)，該總質(zhì)量也包括一個不平衡激勵機。md表示整個的激勵的振動質(zhì)量。上部結(jié)構(gòu)7的具有質(zhì)量mf(靜態(tài)重量)的靜態(tài)的加載重量通過減震元件6(剛度KG，阻尼cG)支撐在底部托架5上。該靜態(tài)重量mf與減震元件6一起產(chǎn)生一個底點激勵的(fusspunkterregtes)振動系統(tǒng)，該振動系統(tǒng)很低頻地調(diào)諧(低的固有頻率)。上部結(jié)構(gòu)7在振動運行中相對于底部托架5的振動作為二階低通起作用。由此，傳遞到上部結(jié)構(gòu)7中的振動能量被最小化。
基礎區(qū)域13的待測量、待壓實或已壓實的基礎是建筑材料，對于該建筑材料，根據(jù)研究的特征不同，存在不同的模型。對于上面提及的系統(tǒng)(基礎接觸單元-基礎)的情況，使用簡單的彈簧-阻尼器模型(剛度kB，阻尼cB)。該彈性特征考慮基礎壓實單元(底部托架5)和彈性半空間(基礎區(qū)域)之間的接觸區(qū)。在上述裝置的位于該系統(tǒng)(基礎接觸單元-基礎)最低固有頻率以上的激勵頻率的范圍中，該基礎剛度kB是一個靜態(tài)的、不依賴于頻率的量。該特性可以在這里存在的對均勻和分層的基礎的現(xiàn)場試驗中的應用中被證明。
如果將該裝置和基礎模型在考慮單面結(jié)合的情況下組合成一個總模型，對于底部托架5的自由度xd和上部結(jié)構(gòu)7的自由度xf的以下等式系統(tǒng)(1)描述從屬的運動微分方程式。
從單面的、控制基礎力的結(jié)合出發(fā)得到FB=cBx·d+kBx]]>FB＞0FB＝0其它情況md振動質(zhì)量[kg]，例如底部托架5mf靜態(tài)加載重量[kg]，例如上部結(jié)構(gòu)7Md靜態(tài)力矩不平衡[kg m]xd振動質(zhì)量的運動[mm]
xf加載重量的運動[mm]Ω激勵角頻率 f激勵頻率[Hz]kB底座/基礎區(qū)域的剛度[MN/m]；cB底座/基礎區(qū)域的阻尼[MNs/m]kG減震元件的剛度[MN/m]cG減震元件的阻尼[MNs/m]在此，底部托架5和待檢測的、已壓實的或待壓實的基礎區(qū)域3之間的基礎反應力FB控制單面結(jié)合的非線性。
微分方程(1)的分析解具有下面、通常的形式xd=ΣjAjcos(j·Ω·t+φj)---(2)]]>j＝1 線性振動響應，加載運行j＝1，2，3，… 周期性抬起(機器每個激勵周期一次失去與基礎的接觸)j＝1，1/2，1/4，1/8，…以及從屬的諧波跳動，擺動，混雜運行狀態(tài)為了下面考察“跳動”，假想一個垂直作用于基礎表面2上的力FB。相反，在上面說明的振動夯實板中該力不是垂直作用于基礎表面2上，而是向后傾斜地作用，以便得到例如一個向前的跳動運動。因此，在下面的數(shù)學考察中可以使用該傾斜力的垂直分量。達到該傾斜作用在基礎表面上的激勵力的方式是，方向相反地旋轉(zhuǎn)的不平衡13a和13b這樣在旋轉(zhuǎn)方面相對移動，使得這些不平衡13a和13b的相加的不平衡力矩具有在圖3中向右下約20°角度的一個最大力向量。為了求得絕對值(諧振情況)，示出垂直于基礎表面2的最大力向量(如果與FB一致)。
數(shù)字仿真允許計算該方程(1)的解。尤其是對于驗算混雜振動，使用數(shù)字求解算法是必要的。借助分析計算方法，如平均值方法，可以對線性的和非線性的振動在基波的分支處得到很好的近似解和對基本本質(zhì)的表述。在Fortschritte VDI，第4期，杜塞爾多夫VDI出版社，Anderegg Roland(1998年)的“動態(tài)基礎壓實中的非線性振動”中說明了該平均值理論。這允許很好地總覽所出現(xiàn)的解。在多次分支的系統(tǒng)中，分析方法與不合適地高的花費相關(guān)。
使用Mathlab/Simulink程序包作為仿真工具。它的圖形用戶界面和可供使用的工具很適合處理該存在的問題。首先，方程(1)被轉(zhuǎn)變成無量綱的形式，以便達到結(jié)果的盡可能高的普遍適用性。
時間τ＝ω0t；ω0=kB/md]]>諧振比κ=Ωω0]]>Ω＝2π·f即，κ＝f/f0，其中f是激勵頻率，f0是諧振頻率[Hz]。ω0是“機器-基礎”振動系統(tǒng)的諧振角頻率 地點η=xdA0;ζ=xfA0;η′′=ω02η;ζ′′=ω02ζ;]]>振幅A0f可以自由選擇材料特性參數(shù)δ=cBmdkB=2dB;λc=cGcB;λk=kGkB;]]>質(zhì)量和力λm=mfmd;Ath=murumd;γ=AthA0;fB=FBkB·A0=kBA0(η+δη′);]]>η=xdA0;η0=md·gkBA0;ζ0=mf·gkBA0;]]> 其中 產(chǎn)生的等式(3)被圖形地用Simulink模型化，參看圖4。非線性被簡化地看作一個純控制力的函數(shù)并且借助Simulink-Bibliothek中的“開關(guān)”塊被模型化。
方程(1)和(3)的坐標系統(tǒng)包含一個由于自重量(靜態(tài)加載重量mf，振動質(zhì)量md)引起的靜態(tài)下沉(Einsenkung)。
與從加速度信號積分中產(chǎn)生的測量相比較，必須為了比較目的將靜態(tài)下沉從仿真結(jié)果中減去。用于仿真的開始條件是全部置“0”。這些結(jié)果針對起振狀態(tài)的情況給出。作為求解解算器，選擇具有在0s至270s時間范圍內(nèi)的可變積分步寬(最大步寬0.1s)的“ode 45”(Dormand-Price)。
為了考察振動夯實板1的混雜機械性能，通常研究振動部分就足夠了。尤其是在橡膠減震元件良好地調(diào)協(xié)時，在元件(底部托架和上部結(jié)構(gòu))中動態(tài)力相對靜態(tài)力小得可忽略不計并且適合于x··f<<x··d.]]>在這樣的情況下，(1)及(3)中的兩個等式可被相加并且得出用于振動元件xd≡x的一個自由度的等式(4a)。從屬的分析模型在圖3中。
FB=-mdx··+MdΩ2cos(Ω·t)+(mf+md)·g---(4a)]]>FB是作用在基礎區(qū)域上的力，參看圖3。該通常的二階微分等式被改寫成下面的兩個一階微分等式 A0=Mdmd]]>和 作為控制基礎力的非線性度。
適合于恒等式x2≡x·.]]>由此導出通過x1(t)-x2(t)或 的相空間描述。
也被稱為軌函數(shù)的相位曲線在線性的、穩(wěn)態(tài)的和單頻的振動的情況下是封閉的圓或橢圓。在其中附加地出現(xiàn)諧波(輪緣從基礎周期抬起)的非線性振動時，可以將諧波看作調(diào)制上的周期性。在周期加倍時，即在分諧波振動如“跳動”時，原始的圓才突變成封閉的曲線軌跡，它們在相空間描述中具有交點。
已經(jīng)表示出，分諧波振動以分支或分岔形式的出現(xiàn)是強烈非線性和混雜的振動的另外一個、中心元元素。與諧波相比，分諧波振動是非線性系統(tǒng)的一個新的、單獨待處理的運行狀態(tài)；該運行狀態(tài)與原始的線性問題很不相同。諧波與基波相比是小的，即，該問題的非線性解在數(shù)學上考察保留在該線性系統(tǒng)的解的鄰域中。
在實際中，測量值感測可以通過一個霍耳探頭的脈沖來觸發(fā)，該霍耳探頭檢測振動波的通過零點。由此也可以產(chǎn)生Poincaré圖。如果繪出周期感測的、作為變化的系統(tǒng)參數(shù)(在我們這里的情況下為基礎剛度kB)的函數(shù)的振幅值，就產(chǎn)生分岔圖或所謂無花果樹圖(圖5)。在該圖中一方面可以看到在剛度上升時在分支區(qū)域中振幅突然增大的特性，從屬曲線(組)上的切線在分支點上垂直地延伸。因此，在實際中也不要求用于輥的跳動的附加能量供給。該圖還示出，在剛度(壓實)上升時發(fā)生繼續(xù)分支，確切地說就連續(xù)增加的剛度kB而言以越來越短的距離分支。這些分支產(chǎn)生新振動分量的一個串級，分別具有上述最低頻譜頻率的一半頻率。因為第一分支從具有頻率f或周期T的基波中分裂出，產(chǎn)生頻率串級f、f/2、f/4、f/8等。與基波類似，這些分諧波也產(chǎn)生諧波并且在信號頻譜的低頻區(qū)域中出現(xiàn)頻率連續(xù)。這同樣是該混雜系統(tǒng)、在當前情況下即振動的振動夯實板的一個特別的特性。
人們注意到，壓實裝置的系統(tǒng)處于確定的、而不是隨機混亂的狀態(tài)中。因為引起混亂狀態(tài)的參數(shù)不是都可測量(不是完全可被考察)，因此不能為實際壓實預告分諧波振動的運行狀態(tài)。此外，實際中的運行情況以大量不可描述性為特征，機器會由于對基礎的強烈接觸損失而滑移，機器的載荷由于低頻振動而變得很高。經(jīng)常會(不希望地)出現(xiàn)機器性能的進一步分岔，這立即導致很大的附加載荷。高的應力也出現(xiàn)在輪緣和基礎之間；這導致不希望的近表面層松散并且引起顆粒破碎。
因此，在具有將機器參數(shù)作為測量值函數(shù)來主動調(diào)節(jié)的功能的新裝置中(例如，ACE阿曼壓實專家)，當出現(xiàn)具有頻率f/2的第一分諧波振動時，不平衡立即減小并且由此能量供給減小。該措施可靠地避免了輪緣的不希望的跳動或擺動。此外，控制力地調(diào)節(jié)壓實裝置的振幅和頻率保證了對非線性的控制并且由此保證可靠避免跳動/擺動，這是出現(xiàn)非線性的最后結(jié)果。
基于這樣的事實這些分諧波振動分別是機器的一個新的運動狀態(tài)，必須對每次新出現(xiàn)的分諧波振動將相對測量(例如用于檢測基礎壓實狀態(tài))重新以參考檢測方法例如壓板試驗(DIN 18 196)來校準。如下面所說明的，可以放棄這樣的相對測量。
在“壓實測量器”情況下，在該壓實測量器中為了控制壓實使用了二次諧波2f與基波f之比，隨著跳動的出現(xiàn)該相互關(guān)系原則上發(fā)生改變；僅僅在運動的相應分支狀態(tài)內(nèi)存在測量值與基礎剛度的線性相關(guān)。
在機器參數(shù)保持恒定時，分岔和諧波以從屬的周期翻倍串級式出現(xiàn)類似大輥用作用于增加的基礎剛度和壓實的指示器(相對的壓實控制)。
碾壓機，從碾壓車到手操持的溝槽碾壓機，為了它們的前進運動利用了輪緣的滾動運動并且由此不存在振動和前進運動之間的直接關(guān)系，而振動夯實板為了它們的前進運動一直周期地從基礎抬起，通過它們的定向振動器的傾斜來控制。因此，該振動和該前進運動相互直接耦合，板和夯實器因此具有非線性的振動特性。由此，這些裝置隨著剛度kB的增加更快地處于周期加倍情況中，混雜運行狀態(tài)在它們中比在碾壓機中更頻繁地出現(xiàn)。
借助上面所說明的振動夯實板達到的和/或確定的基礎剛度kB可以很簡化并且低成本地用下面在圖6中所示的測量裝置20來進行，只要放棄精確(準確)的基礎剛度值并且僅僅希望說明在該裝置繼續(xù)駛過時基礎剛度是上升還是已達到令人滿意的值的一個指示。一個用于基礎剛度標準值的這樣的測量裝置20主要被安裝在反正成本低廉的振動夯實板中。
底部托架5的振動被一個加速度傳感器21接收，通過一個放大器23放大并且通過一個積分器25在一個預給定的時間段上積分。進行該積分以便根據(jù)用該加速度傳感器21測量的加速度值在兩次積分后得到一個位移。接著，該積分器25的輸出信號被輸送給多個帶通濾波器27。該帶通濾波器這樣設計，使得一次將激勵頻率f、具有兩倍激勵頻率2·f的第一諧波、具有二分之一激勵頻率f/2的第一分諧波、具有四分之一激勵頻率f/4的第二分諧波和具有八分之一激勵頻率f/8的第三分諧波發(fā)送到各一個輸出口29a至29e上。該測量裝置在此例如為了監(jiān)視頻率2·f、f、f/2、f/4和f/8具有四個比率形成塊31a至31d。輸出口29b(頻率f的輸出信號)作為除數(shù)與所有比率形成塊31a至31d相連。所有輸出口與各一個比率形成塊31a至31d相連。輸出口29a(頻率2·f的輸出信號)作為被除數(shù)與比率形成塊31a相連，后者的輸出信號(商)施加在它的輸出口33a上。該輸出口33a通過一個歸一化電路35連接到顯示信號板39中的兩個燈37a上。
類似地處理輸出口29c(f/2)，29d(f/4)和29e(f/8)，它們作為被除數(shù)連接到比率形成塊31b，31c或31d上。比率形成塊31b、31c或31d的輸出口33b、33c或33d通過歸一化電路35連接到顯示信號板39中的各兩個燈37b、37c或37d上。僅僅燈37a發(fā)光是相關(guān)基礎區(qū)域還沒有足夠地壓實，燈37b發(fā)光是已經(jīng)達到較好的壓實，其中，此后直至燈37d發(fā)光壓實變得越來越好。如果例如燈37b在振動夯實板多次駛過時還不發(fā)光，那么基于基礎組成成分和所使用振動夯實板的機器數(shù)據(jù)，不可能進一步壓實。類似情況適用于燈37c及37d。
如果只要顯示分諧波的出現(xiàn)，可以代替這兩個燈僅使用唯一的一個燈。但用測量裝置20不僅求得頻率特性，而且計算出單個振動(作用頻率f、諧波n·f、分諧波f/[2·n])的最大的振動振幅的值。在圖5中(“無花果樹圖景”)繪出當對于一個確定狀態(tài)出現(xiàn)第一分諧波f/2時作用頻率f與第一分諧波f/2的振幅A(f)和A(f/2)。
如果達到一個通過該歸一化電路35預給定的振幅值，燈裝置的每個第二燈發(fā)光。當然，也可根據(jù)振幅大小來控制發(fā)光強度。取代該帶通濾波器27也可以使用一種單元，后者實施快速的傅立葉變換(快速傅立葉變換FFT)。
代替一個帶通濾波器27，也可以在時間窗內(nèi)確定各個振動振幅。在這種情況下，始終從偏心輪的最下面的位置和公知的轉(zhuǎn)動速度出發(fā)，接收對于第一諧波和相應分諧波的振幅值，只要它們存在。
在圖7中表示出圖6中所示電路的一個變型。與圖6中的電路20相反，在該電路40中，一個與加速度傳感器21類似地構(gòu)造的加速度傳感器42安置在振動夯實板1的上部結(jié)構(gòu)7上。通過上部結(jié)構(gòu)和底部托架之間(未示出)的減震元件進行振動衰減。加速度傳感器42的對于第一諧波2·f和第一和第二分諧波f/2和f/4的輸出信號現(xiàn)在與電路20相反沒有被積分并且作為加速度信號在通過放大器23放大后在一個帶通濾波器41中被處理。這些信號通常是足夠高的。第三分諧波f/8的信號因為它通常小現(xiàn)在被一個積分器43積分并且與圖5中類似地被處理。不是必須從第三分諧波f/8開始才積分。也可以第二分諧波f/4就已經(jīng)積分或者第四分諧波f/16才積分。
用于接收振動系統(tǒng)的振動形式的傳感器根據(jù)上面的說明安置在底部托架5上或上部結(jié)構(gòu)7上。在安置在上部結(jié)構(gòu)7上時，如上面所概略地敘述的，要注意由減震元件產(chǎn)生的振動影響。
可以總結(jié)地說，通過本發(fā)明裝置既可以對基礎壓實(基礎剛度)進行相對測量、也可以進行絕對測量，本發(fā)明裝置可在這兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換地構(gòu)成。激勵頻率和/或不平衡量是可以改變的。
在基礎壓實度的相對測量中振動夯實板跳動。
為此·高的振動頻率(不平衡的高的運轉(zhuǎn)速度)以及·使用大的不平衡以及·最大不平衡向量按照所希望的運動方向不同相對基礎斜向前或者斜向后指向。
在基礎壓實(基礎剛度)的絕對測量中，振動夯實板保留在測量地點上(加載運行)。這設置·低的振動頻率·小的不平衡以及·最大的不平衡向量，它垂直于基礎表面。
上面說明的相對測量是一種用于確定已壓實表面的壓實度的快速方法(在哪里基礎已經(jīng)壓實得好和在哪里還壓實得差)。僅僅在基礎表面上駛過并且顯示壓實度。也可以在配置的坐標網(wǎng)絡中進行繪制。該坐標網(wǎng)絡可以借助GPS或其它三角方法(Triangulationsmethoden)來規(guī)定。
根據(jù)本發(fā)明的振動夯實板具有上面所列舉的選擇地或自動地在基礎壓實的相對測量和絕對測量之間轉(zhuǎn)換的功能，它是一種成本低、功能組合的壓實監(jiān)視裝置。在預給定的基礎區(qū)段上可以確定，·壓實是否增加以及·壓實是否均勻。
此外，可以求得絕對的基礎剛度。建筑工地領(lǐng)導或委托人可以自己確定是否存在所要求的壓實值。
如上面已經(jīng)實施的，在根據(jù)本發(fā)明的振動夯實板中可以調(diào)節(jié)振動頻率、不平衡振幅和激勵與振動響應之間的相位角。因此可以制造一種可調(diào)節(jié)的振動夯實板，通過它·可自動地達到最佳的壓實，·可使振動夯實板駛過的數(shù)量最小以及·可以進行表面覆蓋的壓實控制以及·可強烈減少傳播到振動夯實板導向器的臂上的振動以及·基于測量值可使頻率和不平衡振幅與對應的地基相適配(最佳的壓實過程)以及·可實現(xiàn)機器壽命延長，因為識別了損害性的頻率和振幅并且立即可將它們改變成無損害的值。
權(quán)利要求
1.用于確定一個基礎區(qū)域的基礎剛度值的方法，其中，通過同一個可自動向前運動的裝置(1)，不僅在停留在該基礎區(qū)域的至少一個預給定的基礎分區(qū)域(3)上時求得該基礎分區(qū)域的絕對的基礎剛度值(kB)，而且在橫穿該基礎區(qū)域的多個基礎分區(qū)域期間求得多個相對的基礎剛度值(s)，其中，為了求得絕對的基礎剛度值(kB)，該裝置(1)的一個振動單元(5)被帶到一個預給定的基礎分區(qū)域(3)上、保持在那里并且通過該振動單元(5)在保持與基礎表面接觸時帶入一個隨時間變化的第一激勵力以產(chǎn)生作用，其中，該振動單元(5)和該預給定的基礎分區(qū)域(3)是一個唯一的振動系統(tǒng)，求得該振動系統(tǒng)的第一振動響應的第一數(shù)據(jù)和該隨時間變化的第一激勵力的第二數(shù)據(jù)，根據(jù)這些第一和第二數(shù)據(jù)確定該預給定的基礎分區(qū)域(3)的絕對的基礎剛度值(KB)，為了求得多個基礎分區(qū)域的多個相對的基礎剛度值(s)，該振動單元(5)被帶到該基礎區(qū)域的這些基礎分區(qū)域之一的基礎表面上，在該振動單元(5)上這樣作用一個隨時間變化的第二激勵力，使得該振動單元(5)從基礎表面(2)抬起并因此可向這些基礎分區(qū)域中的多個跳動地運動，求得由第二激勵力引起的該振動單元(5)的振動的第二振動響應的第三數(shù)據(jù)和該第二激勵力的振動的第四數(shù)據(jù)，從這些第三和第四數(shù)據(jù)中一個接一個連續(xù)地求得該基礎區(qū)域上的這些基礎分區(qū)域的相對基礎剛度值(kB)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，隨時間變化的第一激勵力作為具有一個最大的、除調(diào)節(jié)公差外垂直指向基礎表面(2)的第一振動值的第一周期力產(chǎn)生并且該周期性被這樣調(diào)節(jié)，使得該振動系統(tǒng)處于諧振中并且第一和第二數(shù)據(jù)包括諧振頻率和第一激勵力與第一振動響應的最大振動值的時間上的次序之間的一個相位角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，隨時間變化的第二激勵力通過一個第二周期力產(chǎn)生，該第二力具有一個最大振動值，后者與第一激勵力的第一周期力的第一最大振動值相比這樣提高，使得發(fā)生該振動單元(5)從基礎表面(2)抬起，其中，第二周期力的第二最大振動值以振動單元(5)為參考向后傾斜地指向基礎表面(2)，由此該振動單元(5)可在向前方向上運動，并且，作為第二振動響應的第三數(shù)據(jù)，確定所求得的一個最低頻的分諧波頻率作為相對基礎剛度(s)的量度，其中，所確定的最低頻分諧波振動越低頻，相對基礎剛度(s)就越大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，作為第二振動響應的第三數(shù)據(jù)，求得在通過第二激勵力周期地激勵該振動單元(5)時第一諧波的以及分諧波的振幅，優(yōu)選將第三數(shù)據(jù)基礎區(qū)域的位于不同地點上的基礎分區(qū)域與相關(guān)絕對值一起求出并且為了進行校準而存儲，該校準允許將測量的相對值表示為絕對值，其中，該基礎區(qū)域具有除公差外相同的基礎組成成分，第三數(shù)據(jù)的這些振幅值與激勵振動的該最大振動值之比用要求得的各自不同的加權(quán)因數(shù)加權(quán)構(gòu)成一個總和，其中該總和值是對應的位置特定的絕對值，并且，這些各自不同的加權(quán)因數(shù)從多次測量中求得，其中測量的數(shù)量與加權(quán)因數(shù)的數(shù)量相當，其中該總和的大小在校準后是一個正被駛過的基礎分區(qū)域的絕對基礎壓實度或絕對基礎剛度的量度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，相對于第一激勵力的周期力的第一最大振動值提高了的第二力由此被調(diào)節(jié)，即至少一個不平衡旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選至少兩個不平衡反向旋轉(zhuǎn)，尤其是兩個不平衡反向地、相互位置可調(diào)節(jié)地旋轉(zhuǎn)，并且它們的轉(zhuǎn)速被相應地提高。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，相對于第一激勵力的周期力的第一最大振動值提高了的第二力由此被調(diào)節(jié)，即至少一個不平衡旋轉(zhuǎn)并且所述至少一個不平衡的質(zhì)量分布在徑向上被改變，并且，優(yōu)選第二激勵力的周期性除基礎公差外與振動系統(tǒng)的諧振頻率相當。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，對于相對的或絕對的基礎剛度值，求得一個基礎分區(qū)域的對應地點坐標，基礎剛度值尤其是與位置坐標一起被存儲并優(yōu)選被向一個中心傳送，其中尤其是基礎剛度的相對值與一個預給定的地點坐標網(wǎng)一起被存儲。
8.在基礎表面上可自己向前運動的裝置，用于實施根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的用于確定一個基礎區(qū)域的基礎剛度值的方法，具有一個可與該基礎表面形成接觸的振動單元，其中該振動單元(5)優(yōu)選也可用于基礎壓實，該裝置(1)具有一個力產(chǎn)生單元，通過后者可產(chǎn)生一個周期的、作用于該振動單元(5)上的第一激勵力和與它不同的第二激勵力，其中第一激勵力通過該力產(chǎn)生單元可這樣調(diào)節(jié)，使得第一激勵力的最大振動振幅可垂直指向該基礎表面，第一激勵力的周期可這樣調(diào)節(jié)，使得可以達到由振動單元和該基礎區(qū)域的一個預給定的基礎分區(qū)域構(gòu)成的振動系統(tǒng)的諧振，振動單元(5)在第一激勵力的作用下不失去與基礎區(qū)域的這些基礎分區(qū)域的接觸，第二激勵頻率通過該力產(chǎn)生單元可這樣調(diào)節(jié)，使得第二激勵力的最大振動振幅可傾斜地指向基礎表面并且該激勵力如此大，使得該振動單元跳動地失去與基礎的接觸，具有一個測量裝置，通過該測量裝置可以求得激勵力的振動數(shù)據(jù)以及振動單元的振動數(shù)據(jù)作為振動響應，具有一個分析計算單元，通過后者根據(jù)激勵力的振動數(shù)據(jù)和振動單元(5)的振動響應的數(shù)據(jù)借助第一激勵力可確定該基礎區(qū)域的一個預給定的基礎分區(qū)域的基礎剛度的至少一個絕對值和借助第二激勵力可確定該基礎區(qū)域的預給定的基礎分區(qū)域的基礎剛度的多個相對值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，該振動單元(1)是一個所謂振動夯實板的一個部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，該振動單元(5)具有一個可調(diào)節(jié)的靜態(tài)不平衡力矩和/或一個用于至少一個旋轉(zhuǎn)的不平衡的可調(diào)節(jié)的激勵頻率，由此在一個第一不平衡力矩時和/或在一個第一激勵頻率時，優(yōu)選與基礎壓實一起，可求得相對的基礎剛度值，在一個相對于第一不平衡力矩改變了的第二不平衡力矩時和/或在一個相對于第一激勵頻率改變了的第二激勵頻率時可求得絕對的基礎剛度值，在一個相對于第一及第二不平衡力矩改變了的第三不平衡力矩時和/或在一個相對于第一及第二激勵頻率改變了的第三激勵頻率時可進行基礎壓實。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10之一所述的裝置，其特征在于，第一及第二不平衡力矩可通過兩個以相同轉(zhuǎn)速反向旋轉(zhuǎn)的不平衡產(chǎn)生，其中，轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)以產(chǎn)生不同的激勵頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11之一所述的裝置，其特征在于，具有顯示裝置，通過它們可以顯示壓實度，以便確定通過繼續(xù)經(jīng)過是否還可以達到超過預給定公差的壓實增加。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12之一所述的裝置，其特征在于，測量裝置具有一個數(shù)據(jù)存儲器、一個分析計算單元和一個位置檢測單元，用于確定該裝置正好位于其上的基礎區(qū)域的地點坐標，其中所求得的相對的及絕對的基礎剛度值優(yōu)選與從屬的地點坐標一起可存儲在數(shù)據(jù)存儲器中，通過分析計算單元可根據(jù)所存儲的基礎剛度值求得基礎特定的、可存儲在數(shù)據(jù)存儲器中的權(quán)值，其中借助這些權(quán)值可將基礎剛度的相對值轉(zhuǎn)換成絕對值，優(yōu)選設有一個傳送單元，通過該傳送單元可將這些存儲的數(shù)據(jù)傳送給一個中心，該裝置尤其具有一個用于絕對值和優(yōu)選用于相對值的顯示器。
全文摘要
借助同一裝置可以用快速的測量方法求得一個基礎的相對基礎剛度值和用略緩慢的方法求得絕對基礎剛度值。如果該裝置借助其所測量的絕對值校準，也可以進行快速的絕對測量。此外，該裝置可以用于基礎壓實。
文檔編號E02D3/046GK1853017SQ200480027073
公開日2006年10月25日 申請日期2004年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月19日
發(fā)明者羅蘭·安德雷格, 多米尼克·馮費爾滕 申請人:阿曼瑞士股份公司