提高动态变形模量Evd测试仪沉陷检定装置的稳定性

提高动态变形模量Evd测试仪

沉陷检定装置的稳定性单位：XX勘察设计院集团有限公司小组：路基检测仪器质量控制QC小组发表人：XX目录一、小组简介二、课题简介三、选题理由四、现状调查五、设定目标六、原因分析七、确定主要原因

八、制定对策九、按对策实施十、效果验证及效益分析十一、巩固措施十二、总结及今后打算

一、小组简介路基检测仪器质量控制QC小组成立于2004年2月。该小组自成立以来，每年都有课题、有活动、有成果；小组各成员在QC小组活动中，能相互启发、深入思考、共同提高；该小组的成立和活动，对激发各小组成员的工作积极性、创造性、为改进产品性能、提高产品质量起到了重要作用。QC小组成员情况见表一。小组名称路基检测仪器质量控制QC小组注册时间2007年9月QC小组编号QC-2007-13小组人数8人活动次数16次课题编号KT-2007-09平均年龄37小组类型现场型序号姓名年龄性别组内职务技术职称文化程度小组分工143女组长教授级高工大学本科方案策划261男技术顾问高级工程师大专方案实施334男副组长高级工程师硕士研究生组织实施427男组员助理工程师大学本科方案实施527男组员助理工程师硕士研究生检验测试624男组员助理工程师大学本科检验测试739女组员工程师大学本科协作实施838女组员工程师大学本科协作实施表一:QC小组成员情况表制表：XX日期：2007年9月12日二、课题简介动态变形模量Evd测试仪用于检测路基的承载力，适用于铁路、公路、机场及工业建筑的地基施工质量检测。为使动态变形模量Evd测试仪具有统一的计量标准、完善Evd动态平板载荷试验的规范性和保证测试数据的准确性，《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2004）规定：动态变形模量Evd测试仪每年必须重新检定一次。为此，XX勘察设计院集团有限公司于2005年研制了动态变形模量Evd测试仪检定装置，并通过了科学技术部科研条件工作任务项目验收。动态变形模量Evd测试仪检定装置由冲击力和沉陷检定装置两部分组成，本课题是针对沉陷检定装置展开活动的。图一:动态变形模量Evd测试仪沉陷检定装置摄影：XX日期：2007年9月17日检定Evd测试仪沉陷值沉陷基准值较离散，使得Evd测试仪的检定校准不方便，且影响Evd值的可靠性。检定装置的现状力检定装置的误差满足规程要求，且稳定性较高。沉陷检定装置的误差满足规程要求，但稳定性不高，离散系数为2.0%。选定课题提高动态变形模量Evd测试仪沉陷检定装置的稳定性。三、选题理由四、现状调查1、小组成员调查分析了动态变形模量Evd测试仪沉陷检定装置，对其进行了10次沉陷测试，测试结果如表二所示：表二：活动前检定装置测试结果测试值(mm)冲击序号1#传感器mm2#传感器mm3#传感器mm平均值（沉陷值）10.5030.5070.5020.50420.5100.5080.4930.50230.5340.5370.5140.52840.5120.5000.5040.50550.5340.5270.5270.52960.5290.5280.5230.52770.5280.5300.5270.52880.5250.5130.5170.51890.5250.5270.5250.526100.5140.5200.5100.515平均值(mm)0.518标准差(mm)0.0105离散系数（%）2.0制表：XX日期：2007年9月17日2、小组对国外公司的动态变形模量Evd测试仪沉陷检定装置进行了调查，结果如表三所示：表三：国外检定装置测试结果测试值(mm)冲击序号1#传感器mm2#传感器mm3#传感器mm平均值（沉陷值）mm10.5200.5130.5120.51520.5120.5430.5140.52330.5140.5440.5110.52340.5120.5400.5230.52550.5170.5450.5150.52660.5160.5400.5250.52770.5150.5470.5160.52680.5100.5400.5250.52590.5120.5430.5220.526100.5150.5440.5150.525平均值(mm)0.524标准差(mm)0.0033离散系数(%)0.6制表：XX日期：2007年9月17日3、调查分析中发现：动态变形模量Evd测试仪沉陷检定装置测试数据的离散系数较高，重复性较差，即沉陷检定装置的稳定性不高；影响动态变形模量Evd测试仪检定结果的准确性。五、设定目标制图：XX日期：2007年9月20日目标可行性分析：（1）从理论上来讲，落锤从一定高度下落，若其下落过程中不受外界干扰，冲击到一个固定的缓冲装置上，其沉陷值是一定的。国外已有类似设备，其沉陷值的离散系数为0.6％，这说明沉陷检定装置测试数据的离散系数达到1.0%是没有问题的。（3）大部分QC小组成员经验丰富，熟悉该检定装置各部分的原理及特性，专业技术水平高，具有对沉陷检定装置进行改造的技术基础。（2）调查分析中我们发现在检定时，检定台的支架会受冲击影响产生振动，传感器的响应速度不够快，影响测试结果的稳定性。如果能解决该问题，则能提高沉陷检定装置的稳定性，设定测试数据的离散系数1.0％的目标是可以达到的。六、原因分析

小组成员针对动态变形模量Evd测试仪沉陷检定装置的稳定性较差，进行了多次活动、反复研究探讨、集思广益，分析了原因如图二所示：图二:Evd位移检定装置的稳定性差因果图制图：XX日期：2007年9月26日七、确定主要原因为找出主要原因，小组成员对因果图中的16条末端因素进行逐条确认。表四:要因确认表保证导向杆垂直于水平面序号末端因素确定方法确认情况负责人是否要因1导向杆未垂直水平面现场验证检定设备的导向杆架将导向杆固定好位置，使导向杆总是垂直于水平面。落锤仪的导向杆上安装有水准泡，每次测试时水准泡都对准中心。

否序号末端因素确定方法确认情况负责人是否要因数据采集仪2人员未经培训调查验证操作人员都经过专门学习，对于仪器的使用方法和注意事项各方面都很了解，现场操作时都很规范。X否3数据采集仪的重复性较差委托计量部门检定经计量部门检定，该数据采集仪的重复性很好，配合传感器测试精度达到0.1%FS如右图：中国计量科学研究院检定报告。X否序号末端因素确定方法确认情况负责人是否要因4位移传感器动态响应频率较慢分析传感器技术参数经查阅传感器技术资料，发现该回弹式位移传感器动态响应频率较慢，对冲击测试结果会产生影响。X是5墙壁受落锤冲击影响现场调查，技术分析现场调查发现，由于固定支架的墙壁和测试台之间通过刚性地基连接，测试产生的振动会对墙壁造成影响。墙壁和测试台刚性连接示意图X是回弹式位移传感器序号末端因素确定方法确认情况负责人是否要因6支架与墙壁间连接松动现场调查，技术分析固定支架与墙壁之间通过膨胀螺栓紧固连接，在连接处附近用水泥浇注，使支架与墙壁固定为一体；现场调查也未发现有松动现象。X否7固定支架刚度较低现场测试，技术分析由于固定传感器的支架刚度较低，支架本身存在一定的挠度，落锤冲击产生的振动经过墙壁对支架前端的影响较大。现场测试时，将位移传感器的探头安装到支架前端上，检测落锤冲击时支架上的位移传感器输出信号；测试结果表明，支架受落锤冲击影响。X是8紧固螺丝松动现场调查逐个对紧固螺丝进行检查，发现所有螺栓、螺母都已拧紧，此因素排除。X否9位移传感器与被测件连接方式不合理调查咨询传感器生产厂家，技术分析位移传感器与被测件连接采用两种方式：①传感器的测杆探头直接接触被测件；②传感器的测杆通过螺纹固定在被测件上。第一种连接方式是依靠弹簧压力，使传感器测杆探头与被测件接触；受弹簧耐久性、弹簧压力的影响，容易造成位移传感器响应速度滞后；第二种连接方式不易保证传感器探杆与被测面垂直，在落锤冲击测试时被测承载板的水平移动也会影响沉降测试结果。X是10位移传感器的安装不能保证测杆垂直被测面现场调查，测试分析现场调查发现，安装位移传感器的夹具孔隙偏大，且该夹具厚度较薄。通过采用直角尺测量表明，不易保证传感器与被测面垂直。X是序号末端因素确定方法确认情况负责人是否要因序号末端因素确定方法确认情况负责人是否要因11橡胶垫沉陷不稳定咨询及现场测试经咨询橡胶垫生产厂及现场测试，橡胶垫的弹性变形稳定性和重复性很好。测试方法是：采用压力机、测力计和千分表，通过压力机对承载板及橡胶垫施加荷载；在反复施加相同荷载情况下，橡胶垫的变形（千分表读数）很稳定。X否12混凝土底座刚性差技术分析，现场验证底座是0.8m×0.8m×0.8m的混凝土（C30）基础；在混凝土基础上安装了钢制底座；经对冲击力测试表明，底座刚性很好，能满足冲击测试的需要。X否混凝碌土基联础钢制底座13测试方法不合理分析资料测试方法符合检定规程要求，操作合理。X否14周围有振动源影响现场调查经过对试验室及周围环境调查，未发现周围有振动源。X否15温度波动大现场测试，调查分析现场测试温度，发现测试室内温度基本稳定，波动较小，且测试过程一般只需1分多钟，可认为其温度恒定。X否16湿度波动大现场测试，调查分析现场测试湿度，发现测试室内湿度基本稳定，波动较小，且测试过程一般只需1分多钟，可认为其湿度恒定。X否序号末端因素确定方法确认情况负责人是否要因制表盼：X株日期翻：2网00榨7年涝9月幅26优日经过泛逐条雕认真角调查刺分析盖，确像认造贵成动皂态变田形模余量E帽vd宵测试棚仪沉筝陷检枕定装厌置稳唯定性震差的猾主要仇原因但有如堡下5哄条：(1临)位食移传肥感器圆动态伤响应断频率握较慢算。(2笔)墙葬壁受碧落锤厘冲击圾影响拨。(3篇)固灯定支亚架刚迎度较柔低。(4歉)位嗓移传坡感器专与被保测件柄连接域方式愚不合描理。(5鉴)位宗移传还感器萌的安哥装不梯能保娱证测避杆垂胆直被座测面华。结闪论：八、例制定己对策表五泼:阀对碰策表序号主要原因对策目标具体措施地点负责人完成日期1位移传感器动态响应频率较慢选择合适的位移传感器提高传感器的动态响应频率，使其频响不低于100HZ调研资料，选择动态响应较高的位移传感器试验室2007年11月2墙壁受落锤冲击影响阻隔测试中的振动干扰到墙壁冲击测试时，墙壁不能受振动影响在检定台底座的四周挖80cm深、10cm宽的隔振沟，并在其中填充泡沫。试验室2007年12月序号主要原因对策目标具体措施地点负责人完成日期3固定支架刚度较低加强支架自身刚度在冲击测试时，固定支架不受冲击振动的影响重新设计加工支架，增大支架的刚度。试验室机加工车间2008年1月4位移传感器与被测件连接方式不合理。改善传感器与被测件的连接方式使用更合理的连接方式，以提高整个系统的动态响应特性和测试准确性。在位移传感器测杆的探头处加装连接块，连接块底面涂一层非凝固的粘结剂，使得测试时既能保证传感器与被测面自然垂直且接触良好，又能保证测杆与被测件的同步性。试验室2007年12月序号主要原因对策目标具体措施地点负责人完成日期5位移传感器的安装不能保证测杆垂直被测面改进夹具的设计样式及传感器与夹具孔之间的公差配合保证传感器安装后测杆垂直于被测面①使传感器与夹具安装孔之间配合间隙减小，符合安装与测试的要求。②增大传感器夹持件夹持部分的厚度机加工车间、试验室2007年12月九、坛按对币策实箱施对策辰实施饭一位移鹊传感版器动算态响昼应频健率较岗慢位移酸传感棉器在晃进行例静态调测量选时，浆技术汤指标饿一般龙都能泥满足齿要求矮，但刃对于珠动态魔测试明，其狭指标疫相对虽较难责达到霉。E用vd尼测试口仪的卡落锤牢自由阅下落朵，对蝇承载就板进饰行冲若击，码产生漂的沉索陷为坡半正齐弦波醋形；颈通过科对冲黑击力烤的频必谱分议析，白得出持沉陷爹波形钓的主掠要频月率在豆40遮Hz鞋以内说；所膝以位菌移传牲感器钓的响殊应频她率不糠应低子于4蛇0H呀z。飞考虑开测试宪信号叶不失膨真，剧传感齐器动盈态响蛋应频霜率应狭有一忍定余霞量。经过牢调查恶分析恐和查啊阅资攻料，肃发现堡一进予口活猴塞式章位移况传感花器，赢其动暂态响腹应特拜性达寸到1辉20名Hz基，高砌于原你弹簧摧式位爸移传视感器础40陵Hz索的动证态响俊应特绍性。妖使用遮该活城塞式专位移铅传感博器，隆将活守塞杆啊一端器固定收于被这测件映上，针经测买试发价现，浙完全性可以掘满足皇动态掘变形帽模量悲Ev塌d测车试仪冤冲击异振动江时的徒响应淡频率材。摄影隙：X阻日储期：迈20父07席年1渔1月宴5日对策棚实施脾二墙壁么受落类锤冲换击影塑响为了升避免冠测试负中产巨生的伸振动稍干扰份墙壁倒和固渔定支瞒架，呀我们蜡在检淘定台宏混凝腐土基嚷础的神四周娘挖了断80队cm银深、贿10弱cm捧宽的序隔振肉沟，宅并在弯隔振侦沟中演填充脾泡沫关。使得区测试阅中在春混凝帆土基觉础产踩生的货振动伴波被裤隔振所沟阻虚隔，塞这样抓就可明避免灵测试岭产生淡的冲财击振距动影铸响到羞墙壁他和固趋定支少架，涝从而土大大家减少敌了影甚响测求试的垃不可愚靠因父素。隔震跌沟图四棵：刚幕性基注础隔楚振沟稍示意礼图制图暮：X窑日期虾：2息00凭7年墙10淘月1荐7日对策锈实施村三固定韵支架面刚度逗较低由于蛇固定品传感田器的死支架水刚度添较低洗，其慕支架补本身存在昌一定拳的挠陪度。液为了倡减小催检定杂台测壳试时隐对支昌架杆产绸生的蛇影响中，我图们重尿新设亦计了肠支架候，将五支架窃杆件由仿原5数号槽播钢更础改为菊8号爆槽钢粉，增艺加了疼支架局杆件的刚寒度，舞大大傍减少隔了支碍架杆楚件的粉挠度枕，从在而降言低了冲焦击振丹动对究固定姨支架毙的影喊响。原支呆架截练面图新支玩架截花面图图五智新旧挑支架南截面垄对比佳图制图冷：X投日膨期：晃20那07方年1田1月隐8日固定备支架演为一青端固轨定、辈另一阁端自玩由的毕简支扁梁，柔简化忌其模道型为裕等截佣面的良悬臂怀梁，俩则其绝杆件坐前端细处挠毙度最炕大。1)劲原凡支架繁采用舞2根含5号川槽钢沙连接杆，其鲁单位仍长度脾重量q＝缴2×筐5.江43俘8k秧m/正m×腿9.口8N窝/k旷g＝绍10周6.食58疫N/辱m，弹性同模量吼E＝逐21雷0G们Pa沃，悬挣臂梁送长倒=涂10涨00摇mm惯性绿矩窄I＝甲2×孕26练.0艳c酸m4＝5膜.2摸0×缎105mm4，则最恐大挠梨度为=0项.1惰22趋mm2)重新僻设计治加工腊后的醋固定丝式支架轿采用编2根羡8号碍槽钢犯连接垦，其单吵位长夕度重辜量q＝年2×颂8.字04庆5k微g/械m×嫌9.藏8N鱼/k驱g＝煤15惭7.晋68肝N/言m，钢的贼弹性机模量近E=更21素0G旗Pa油，悬煮臂梁诞长要=1凉00芒0m灭m，惯性倍矩I疯=淋2×烟10遥1.怎0耕cm4＝2订.0枯2×堵10顿6服mm4前端艳最大合挠度倘为=0膏.0作46妹mm重新屯加工坑并安组装好工支架铁后，围将位胳移传咸感器摩安装集到支架律前端浪，检渴测落株锤冲市击时歉支架尸前端壮的位笋移传陷感器输嘱出信栋号，推其值滑小于敌0.砌00伙1m伐m。脊测试扮结果刷表明雪，支架核可视烫为不孝受落拖锤冲战击影兴响。对策洒实施倘四位移耕传感擦器与唉被测衔件连煤接方鸽式不捷合理在选芽用活剪塞式配位移童传感雾器后搏，小俭组成乳员重汗新对馆传感器撒的安腰装方充式进跑行探废讨和查试验丑，把遍原来拼的连犯接方式改产为由揉粘结劲剂将患测杆暖探头连固定割在被堪测件幼上。稼具体方法杆为：场根据虽传感储器活溉塞杆希前端拆的螺蚀纹尺胶寸M说4，冬设计加蹈工相扬配合木的连毁接块游，并顿控制架螺纹话孔与脑连接寺头底部的扑垂直燃度，标以保喘证传芹感器出垂直砍于被犁测面读。将蓬加工好的升连接肾头安闭装在塑测杆胖上，珠并在邪连接责块底谋部涂蓝抹粘结剂坡，使蛋连接挨头固拆定在系被测途件上胖；当某落锤旧仪产裁生冲击振截动时兴，传犹感器婚测杆新能随驾被测市件同场步振常动，到从而准确诱的测止出沉秤陷值失。实施检效果践检测犯方法勇：将锦同一刑水平允面三污只传泡感器热中的道一只穗通过训螺纹刑固定戏在被歼测件雅上（乓调整规安装养位置冶，用迹直角达尺测址量，忠使测色杆与撒被测环面垂站直）汤，并狗使承旋载板泳固定初（不电产生参水平款移动欺），朗另两摔只传孩感器滔采用乡丰粘结哥剂与寄被测枣面连缺接。以测试挠结果畅发现皱，三厦只传改感器肯测试占的沉交陷值宰波形键图基防本重距合，旬说明淡采用冠新的护连接污方式丛效果耽很显程著。图六查:膀两种饥位移协传感焦器及丈连接里方式级对比像示意家图制图嘉：X昌日期协：2长00得7年观12辰月6弊日连接挎块图七似：位光移传牛感器仁安装餐图摄影剥：X弱X评日蚕期：判20杀07餐年1验2月旨9日图八巧位移什传感嘉器实忍测波逢形图截图乖：X抗日耗期：碗20共07寒年1胶2月汪16山日为了夺保证秀位移培传感丹器安烈装后泉测杆杂垂直惠被测牵面，士小组校按照振对策主实施宏重新行设计傻并加炭工了愁传感石器的盖夹具蓄：①将尾原来叉3个贸独立鱼的夹侨具改辨进为蕉一个第夹具再，使抵得传蛛感器堆安装贡后更贺加稳饰定；②增党大了垦夹具穗夹持串部分夫的厚轿度，氏使传及感器丹安装用更方浙便、嘱牢靠呜；③控窜制夹暂具孔作与底啄面之惧间的电垂直养度公候差值传为0赤.0嫂3m温m；④按逮照配滔合精浓度的洞要求桂设计房诚位移衣传感抹器外基径与扁夹具浆安装哄孔内炊径之竖间的钢配合估精度心，采茅用基顺轴制貌配合宣12爽F8警/h海8。对策锦实施妇五位移凝传感两器的互安装愤不能昌保证舰测杆务垂直黄被测肉面图九腥：改毛进前丈夹具摄影馆：X日期南：2渐00桃7年秩9月周17预日图十前：改抖进后贼夹具摄影揉：X日期妙：2百00绍7年哀11膏月1祖4日十、博效果浆验证归及效努益分倚析1、效怒果验性证小组口于2旷00仓8年拌1月态中旬纳对活演动效伍果进糟行了改验证加，对遣经过微改进触的检寒定装而置进诊行了括10拳次位坝移测耽试，惧测试纪结果惜见下豆表六收：表六漫：活值动后狭检定肿装置两测试夜结果测试值(mm)冲击序号1#传感器mm2#传感器mm3#传感器mm平均值mm10.5270.5250.5240.52520.5160.5150.5160.51630.5150.5200.5120.51640.5290.5270.5240.52750.5190.5160.5120.51660.5190.5180.5130.51770.5280.5260.5270.52780.5170.5190.5170.51890.5150.5170.5150.516100.5140.5200.5130.516平均值（mm）0.519标准差(mm)0.0047离散系数（%）0.9制表疲：X弟日期链：2旧00鸣8年逼1月四17伤日2、趟效益印分析经过隔本次附QC眼攻关菠，E橡vd那测试急仪沉再陷检知定装腹置测试衬数据珍的离众散系涌数有但活动基前的命2.急0%岂降低痒到0.翻9%菜，达橡到了老预定联目标聪，说栋明攻扣关成葱功。制图杨：X肥日佛期：比20输08困年2浊月1休5日各新鸡建客嫁运专砍线已举将动铅态变扭形模凑量E亭vd故列为穿必检薯指标客。E舞vd数测试助仪检回定装霞置的集使用坑及稳委定性伏的提蹲高对伶完善光动态阶平板轮载荷额试验诸规范怕，保震证测追试数甲据的恰准确雀性，廊及对辟动态膊变形息模量无Ev姜d测辞试仪概的推歉广应呈用起语到积俩极作功用。垂该装骂置已雪应用白于国昼产及趟进口Evd锯测试忽仪的高首次付检定随、后们续检傅定和率使用占中检特验；田为动贝态变承形模谁量E洪vd倒测试集仪生凳产和坛使用挂单位盲提供气了计杜量和灰检定防服务错，使联动态炒变形会模量胳Ev简d测疲试仪辜能满健足《敲铁路供工程喉土工奴试验新规程券》（T失B1扰01陆02壳-2叉00丘4）乘规定触的每徒年必屿须重红新检牵定一厅次的痒要求环；用御于对穴进口Evd汽测试尸仪的尤检定损,可债以检跃验和犁监督舍进口桥仪器训的质乌量、抚性能波、数牢据的鹅准确阳性及史稳定芒性，缓可避躁免不派合格糊的Evd预测试坦仪进艳入国经内市钩场。十一哀、巩另固措尾施此次翠QC借活动腐，我傅们针除对影潮响测百试的氧各种续因素笼展开润技术作攻关驶，克瞧服了衬许多屑不利位因素欣，最士终测元试结抗果表割明达孤到了环提高吸沉陷傅检定视装置丝式稳定球性的适目标缝。在延攻关真成功币的基啄础上效，我恶们制妥定了深以下斩