[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verdichtung von Böden gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 sowie ein System zur Verdichtung von Böden gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 6.
Technologischer Hintergrund
[0002] Dem Fachmann sind unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen zur Verdichtung von
Böden bekannt. Ein solches Verfahren, das gut bekannt ist, ist das so genannte Tiefenrütteln.
Dabei wird ein Werkzeug, beispielsweise eine Rüttler-Lanzen-Garnitur, durch Vibration
oder Oszillation in Schwingung versetzt und mehrfach und in bestimmten Abständen in
den Boden abgeteuft und wieder zurückgezogen.
[0003] Bereits beim Eindringen der Rüttler-Lanzen-Garnitur wird der Boden durch die Verdrängung
verdichtet. Die Verdichtungswirkung wird durch das Einbringen mechanischer Energie
mittels eines Rüttlers beim Ein- bzw. Ausfahren in bzw. aus dem Boden erheblich verstärkt.
[0004] Durch die Schwingungen der Rüttler-Lanzen-Garnitur wird die Reibungskraft mit Unterstützung
von Luft und/oder Wasser zwischen einzelnen Körnern des Bodens kurzzeitig reduziert.
Infolge der Schwerkraft können die Körner des Bodens dann in einen dichteren Lagerungszustand
übergehen. Auf diese Weise können vorhandene Hohlräume im Baugrund verkleinert oder
ganz geschlossen werden. Eine dichtere Lagerung des Bodens wird hergestellt. Die Porenräume
zwischen den Bodenkörnern verkleinern sich. Dieses Verfahren wird auch Rütteldruckverdichtung
genannt. Der im Ergebnis dichter gelagerte, verfestigte Boden ist geeignet, größere
Lasten abzutragen und weniger verformungsempfindlich.
[0005] Da es in Folge der Verdichtung zu einer Volumenabnahme kommt, muss dies häufig durch
Zuführung von Verfüllmaterial ausgeglichen werden. Erfolgt dies mit dem Ziel, Säulen
aus dem zugeführten Material herzustellen, spricht man von einem Rüttelstopfverfahren.
Das Rüttelstopfverfahren eignet sich auch besonders gut für Bodenmaterialien mit sehr
hohem Feinkornanteil. Bei solchen Materialien ist eine Verdichtung des Baugrunds in
sich selbst häufig nicht mehr in ausreichendem Maße möglich. Beim Rütteldruck- oder
Rüttelstopfverfahren wird meist in alternierenden Schritten gearbeitet. Zunächst wird
die Rüttler-Lanzen-Garnitur in den Boden abgeteuft und zur Unterstützung des Prozesses
optional Wasser und/oder Druckluft zugeführt. Im Anschluss daran erfolgt ein teilweises
Zurückziehen, Verweilen, erneutes Zurückziehen und erneutes Verweilen usw. entsprechend
eines definierten Abstandes und einer festgelegten Verweildauer der Rüttler-Lanzen-Garnitur.
Die Zugabe von Fluid (i. d. R. Gemisch Wasser und Luft) unterstützen die Mobilisierung
des Bodenmaterials während der verschiedenen Phasen des Verdichtungsvorgangs. Die
kontinuierliche Zuführung von Verfüllmaterial in den freiwerdenden Raum unterhalb
und um die Rüttlerspitze gewährleistet den Ausgleich des durch die Umlagerungen entstehenden
Volumendefizits. Das Verfüllmaterial kann zum Beispiel Sand, Kies, Schotter oder auch
Beton sein. Durch das schrittweise Vorgehen wird sukzessive eine gestopfte Säule hergestellt.
Dieses Vorgehen bezeichnet man auch als Pilgerschrittverfahren. Die in einem definierten
Raster abgeteuften Säulen bilden einen Volumenblock aus verdichtetem Boden. In größeren
Arealen werden so mittels einer Vielzahl an Stopfsäulen von bis zu 70 m Tiefe oder
mehr großräumige verdichtete Bereiche hergestellt. Das Areal kann eine nahezu beliebige
Ausdehnung besitzen.
[0006] Eine Herausforderung besteht darin festzustellen, wann der Boden in einem definierten
Bereich der zu verdichtenden Säule einen hinreichenden Verdichtungsgrad erreicht hat.
Diese Feststellung ist erforderlich, um abwägen zu können, wann der jeweilige Verfahrensschritt
beendet werden kann. Da sich bei großen Arealen eine Vielzahl von Stopfsäulen beziehungsweise
Arbeitspositionen ergeben, gilt es, die Verfahrenszeit pro Arbeitsposition zu minimieren,
damit die Verfahrenszeit insgesamt und damit die Kosten in einem wirtschaftlichen
Rahmen bleiben. Gleichzeitig darf die Verfahrenszeit pro Arbeitsposition aber nicht
zu gering gewählt werden, um sicherzustellen, dass der Boden hinreichend verdichtet
ist. Eine weitere Herausforderung besteht in einer Verbesserung des Prozesses der
Bodenverdichtung an sich. Ein wichtiger Einflussfaktor ist hier, dass ein definierter
und effizienter Energieeintrag in den Boden erfolgt.
[0007] Die
DE 198 22 290 C2 lehrt ein Verfahren zur Rütteldruck- und Rüttelstopfverdichtung unter Hinzugabe von
Medien mit einem prozessgesteuerten Rüttler. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus,
dass die zugeführten Medien sowohl zum Antrieb des Rüttlers als auch zur Veränderung
der Verdichtungswilligkeit des Verdichtungsgutes eingesetzt werden.
[0008] Des Weiteren wird in der
DE 27 20 160 A1 gelehrt, eine Anpassungsmöglichkeit der Maschinenkennwerte des Rüttlers an unterschiedliche
geologische und bodenmechanische Verhältnisse zu schaffen. Die Änderung der Maschinenkennwerte
kann entweder durch eine Veränderung der Frequenz oder der Fliehkraft des Rüttlers
oder durch eine Kombination beider Möglichkeiten erreicht werden.
[0009] In der
DE 101 46 342 B4 wird ein Verfahren zur Ermittlung der Lagerungsdichte des Bodens offenbart. Das Verfahren
sieht vor, die Radialbeschleunigung des Rüttlers zur Bestimmung der Amplitude des
Rüttlers zu messen und die Umlauffrequenz sowie die Tiefenlage des Rüttlers zu messen.
Das Verfahren sieht dann vor, die Lagerungsdichte aus der Amplitude des Rüttlers unter
Berücksichtigung spannungsabhängiger Bodenkennwerte zu berechnen.
[0010] Die
DE 199 30 885 C2 und die
DE 198 59 962 C2 beschreiben weitere Verfahren zum Verdichten von Böden mittels eines Tiefenrüttlers,
bei denen unter Aufwertung von Kenngrößen des Tiefenrüttlers Rückschlüsse auf den
Verdichtungsgrad des Bodens gezogen werden.
[0011] Die
DE 199 28 692 C1 (Fellin 1999) beschreibt schließlich ein Verfahren zur Onlineverdichtungskontrolle
eines Bodens, in dem eine fortlaufende Messung eines Verkippungswinkels sowie einer
horizontalen Auslenkung einer Rüttlerspitze und eines Vorlaufwinkels einer Rüttlerunwucht
erfolgt. Daraus wird die Lagerungsdichte des Bodens ermittelt. Das Verfahren wird
dann solange fortgeführt, bis die angestrebten Werte der Lagerungsdichte erreicht
sind.
[0012] DE 196 28 769 A1 offenbart eine Einrichtung und ein Verfahren zur Tiefenverdichtung von bindigem und
nichtbindigem Verdichtungsgut. Es ist vorgesehen, dass ein Rüttelwerkzeug mit Sensoren
ausgestattet ist. Die Messergebnisse der Sensoren werden übertragen. Ein elektronisches
Steuersystem vergleicht die mittels der Sensoren gemessenen Messdaten mit von seismischen
Messungen gelieferten Messdaten.
[0013] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein alternatives Verfahren
zur Verdichtung von Böden und ein entsprechendes Systems anzugeben, bei der die Verdichtung
effizienter und schneller abläuft und zudem eine noch genauere Ermittlung des Zeitpunktes,
an dem der gewünschte Verdichtungszustand erreicht ist, möglich wird.
[0014] Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche
1 und 6 gelöst.
Zusammenfassung der Erfindung
[0015] Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verdichtung von Böden,
in dem ein Rüttelwerkzeug in den Boden abgeteuft wird und während der Verdichtung
eine Vielzahl von Zustandsgrößen des Rüttelwerkzeugs mit Sensoren gemessen werden
und dabei sind wenigstens einige der Sensoren in dem Rüttelwerkzeug integriert, wobei
weiterhin eine Übermittlung von Messdaten der Sensoren an eine Steuerungseinrichtung
erfolgt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung einen Abgleich
der Messdaten der Sensoren mit erwarteten Messdaten durchführt. Die erwarteten Messdaten
werden in einer Simulation ermittelt, die eine Wechselwirkung des Rüttelwerkzeuges
und des Bodens unter gegebenen Bodenparametern beschreibt.
[0016] Die erwarteten Messdaten repräsentieren erfindungsgemäß wenigstens eine Zustandsgröße
des Bodens und beschreiben einen definierten Zielzustand des Bodens, der in dem Verfahren
erreicht werden soll. Die erfassten Messdaten repräsentieren die jeweilige tatsächliche
Ausprägung der Zustandsgröße(n) des Bodens, der das Rüttelwerkzeug umgibt, und stehen
in Beziehung zu den tatsächlichen Eigenschaften des Bodens.
[0017] Die tatsächlichen Zustandsgrößen verändern sich während des Prozesses ausgehend vom
Ausgangszustand des umgebenden Bodens kontinuierlich hin zum definierten Zielzustand.
[0018] Die erwarteten Messdaten, die beispielsweise die bodenmechanischen Parameter des
definierten Zielzustandes repräsentieren, werden erfindungsgemäß mit den erfassten
Messdaten bis zum Erreichen des Zielzustandes kontinuierlich abgeglichen.
[0019] Bei Erreichen des definierten Zielzustandes wird die jeweilige Prozessstufe selbstständig
beendet und die nächste Prozessstufe begonnen.
[0020] Der Begriff der Zustandsgröße umfasst im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
sowohl extensive als auch intensive Zustandsgrößen. Dem Fachmann ist bekannt, dass
extensive Zustandsgrößen sich dadurch auszeichnen, dass sie von einer Anzahl an Systemelementen
des betrachteten Systems abhängen (beispielsweise Volumen). Intensive Zustandsgrößen
hingegen sind unabhängig von der Anzahl der Systemelemente des betrachteten Systems
(beispielsweise Temperatur).
[0021] Als Zustandsgrößen des Rüttelwerkzeugs werden vorzugsweise Lage, Geschwindigkeit,
Schwingungsamplitude, Ablenkung in vertikaler Richtung sowie Beschleunigung im Bereich
einer Rüttlerspitze sowie in einem Bereich oberhalb eines Antriebsmotors für eine
Unwucht gemessen. Der Begriff oberhalb bezeichnet in diesem Fall eine Seite des Antriebsmotors,
die einem Schwerrohr einer Lanzengarnitur zugewandt ist.
[0022] Weiterhin werden vorzugsweise zum Beispiel die Lagertemperaturen von Unwucht(en)
und Motor(en) erfasst.
[0023] Weiterhin bevorzugt erfasst werden ein Drehmoment sowie eine Motorfrequenz und ein
Drehwinkel des Antriebsmotors. Eine Temperatur eines Öls zur Schmierung der Lager
des Antriebsmotors und gegebenenfalls der Unwucht zählt ebenso zu den vorzugsweise
erfassten Zustandsgrößen des Rüttelwerkzeugs. Die Temperaturen weiterer Elemente des
Rüttelwerkzeugs werden ebenfalls vorzugsweise erfasst. Vorzugsweise wird auch ein
Prüfstrom des Rüttelwerkzeugs unter anderem zur Bestimmung eines elektrischen Bodenwiderstands
erfasst. Weitere vorzugsweise erfasste Zustandsgrößen des Rüttelwerkzeugs sind beispielsweise
Drücke und Volumenströme von durch das Rüttelwerkzeug geleiteten Fluiden, wie Wasser
oder Luft, sowie eine theoretische Auflast auf den Rüttler (Restlast oder Hakenlast).
Die genannten Beispiele von Zustandsgrößen des Rüttelwerkzeugs sind nicht abschließend
und können je nach Bedarf angepasst werden. Der zuständige Fachmann nimmt diese Maßnahmen
selbstständig vor, je nachdem welche Zustandsgrößen er benötigt, um bestimmte Zustandsgrößen
des Bodens daraus abzuleiten. Vorzugsweise ist eine Vielzahl der Sensoren, mit welchen
diese Zustandsgrößen gemessen werden, in dem Rüttelwerkzeug integriert. Diese können
Beschleunigungssensoren, Temperatursensoren, Stromsensoren sowie Sensoren zur Erfassung
von Fluiddrücken und Volumenströmen sein. Einige Sensoren können auch in einem Trägergerät
des Rüttelwerkzeugs integriert sein. Hier wären beispielsweise Sensoren zur Erfassung
einer Rütteltiefe oder auch einer Hakenlast zu nennen. Messdaten der Sensoren werden
an die Steuerungseinrichtung, mittels einer geeigneten Leitung zur Informationsübertragung,
beispielsweise über einen Lichtwellenleiter, übermittelt. Die erwarteten Messdaten,
mit denen die Messdaten der Sensoren verglichen werden, werden erfindungsgemäß aus
einer Simulation ermittelt, die eine Wechselwirkung des Rüttelwerkzeugs und des Bodens
unter gegebenen Bodenparametern beschreibt. Den erwarteten Messdaten liegt eine Wechselwirkung
zwischen dem Rüttelwerkzeug und dem Boden zugrunde, wobei der Zustand des Rüttelwerkzeugs
möglichst vollständig und realitätsgetreu anhand der Zustandsgrößen des Rüttelwerkzeugs
beschrieben ist, und daraus unter Kenntnis einer Charakteristik des vorliegenden Bodens
ein resultierender Zustand des Bodens, ebenfalls möglichst vollständig und realitätsgetreu
anhand von Zustandsgrößen des Bodens ausgedrückt wird. Vorzugsweise werden erwartete
Messdaten bereitgehalten, die eine Vielzahl von Zustandsgrößen des Bodens repräsentieren.
[0024] Solche intensiven oder extensiven Zustandsgrößen des Bodens können beispielsweise
eine Korngröße, eine Lagerungsdichte sowie ein Verdichtungsgrad, eine Temperatur,
eine elektrische Leitfähigkeit, ein Wassergehalt, eine Konsistenz und sonstige dem
Fachmann bekannte Zustandsgrößen für Böden sein. Hierin besteht beispielsweise auch
eine wesentliche Verbesserung gegenüber der oben genannten
DE 199 28 692 C1, die ausschließlich eine Methode zur Kontrolle der Lagerungsdichte beschreibt. Hingegen
bietet das vorliegende erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit, den Zustand des
Bodens sehr viel umfassender definiert einzustellen. Hierzu wird gegenüber der
DE 199 28 692 C1 auch eine Vielzahl an zusätzlichen Messdaten am Rüttelwerkzeug erfasst, wie beispielsweise
die Temperatur.
[0025] Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass durch einen Einbezug von
sehr vielen Zustandsgrößen des Rüttelwerkzeugs und einer Ermittlung sehr vieler zu
erwartender Messdaten für den jeweils vorliegenden Boden, wenn dieser in dem erfindungsgemäßen
Verfahren mit dem Rüttelwerkzeug interagiert, umfangreiche und sehr genaue Kenntnisse
über den im Laufe des Verfahrens tatsächlich vorliegenden Zustand des Bodens ableitbar
sind. Diese Kenntnisse lassen sich vorteilhaft nutzen, um die Verdichtung des Bodens
effizient und schnell durchzuführen. Ferner ist eine genaue Ermittlung des Zeitpunkts,
in dem der Boden seinen gewünschten Zustand erreicht hat, möglich.
[0026] In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Steuerungseinrichtung anhand des Abgleichs eine Steuerung und/oder Regelung der Verdichtung
des Bodens hin zu den zu erreichenden Zielgrößen durchführt.
[0027] Dies bietet den Vorteil, dass die Effizienz des Verfahrens signifikant gesteigert
wird. Untersuchungen haben nachgewiesen, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
pro Verdichtungsvorgang an einer Arbeitsposition ein erheblicher Kosteneinsparungseffekt
gegenüber konventionellen Verfahren besteht. Da die Verdichtung in der Regel an einer
Vielzahl von Arbeitspositionen nacheinander erfolgt, ergibt sich eine signifikante
Reduktion der Verfahrenszeit insgesamt.
[0028] Als Regelgröße dient hier eine Abweichung der Messdaten der Sensoren von den erwarteten
Messdaten. Auf Basis von durch Korrelation der erfassten und der erwarteten Messdaten
ermittelten Regelgrößen erfolgt somit die Steuerung oder auch Regelung des Verdichtungsprozesses.
[0029] Rein exemplarisch sei dieses Prinzip wie folgt verdeutlicht. Beispielsweise kann
mit den Sensoren eine Querbeschleunigung der Rüttlerspitze erfasst werden. Parallel
dazu kann beispielsweise ein Volumenstrom und ein Druck eines durch das Rüttelwerkzeug
dem Boden zugeführten Fluides erfasst werden. Fluide erhöhen hier beispielsweise die
Mobilität des Bodens. Die Mobilität des Bodens wiederum lässt sich in den durch die
Sensoren erfassten Messdaten beziehungsweise aus einem Querbeschleunigungsprofil der
Rüttlerspitze entnehmen. Weicht dieses Querbeschleunigungsprofil nun von einem erwarteten
Querbeschleunigungsprofil bei einer definierten Zuführung von Fluid ab, so können
der Druck und der Volumenstrom des Fluides entsprechend geregelt werden, bis das Querbeschleunigungsprofil
dem erwarteten Querbeschleunigungsprofil entspricht. Indirekt wird somit die Mobilität
des Bodens bewusst verändert, da diese sich in Folge der veränderten Zuführung des
Fluids ebenfalls verändert. Grundsätzlich liegt dann eine kaskadierte Prozessregelung
mit mehreren Regelgrößen (Querbeschleunigungsprofil, Mobilität des Bodens) und Stellgrößen
(Druck und der Volumenstrom des Fluids) vor. Nach diesem Prinzip lässt sich beispielsweise
auch ein Energieeintrag in den Boden optimieren und anhand des erwarteten Energieeintrages,
der als Maß für die Lagerungsdichte des Bodens dienen kann, ein Endzeitpunkt für den
Verdichtungsprozess ermitteln.
[0030] Zur Simulation der Interaktion des Rüttelwerkzeugs mit dem Boden kommt vorzugsweise
eine Mehrkörpersimulation zum Einsatz. Zur Simulation einer Wellenausbreitung im Boden
kommt vorzugsweise eine Kontinuum-Simulation zum Einsatz. Für eine ganzheitliche Beschreibung
des Verfahrens werden beide Simulationen vorzugsweise miteinander kombiniert. Hieraus
lässt sich besonders vorteilhaft auch der Energieeintrag in den Boden simulieren.
Ziel ist dabei eine möglichst realitätsgetreue Prozessnachbildung. Die benötigten
Bodenparameter können beispielsweise im Rahmen von Bodenuntersuchungen und/oder empirisch
ermittelt werden.
[0031] In weiter bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Bodenparameter der Simulation unter Auswertung der Messdaten der Sensoren
angepasst werden und die Simulation dann wenigstens einmal wiederholt wird.
[0032] Vorzugsweise erfolgt vor erstmaliger Durchführung des Verfahrens mit einem bestimmten
Boden eine projektspezifische Verifizierung und Kalibrierung der Simulation. Bei größeren
Abweichungen kann das zugrunde liegende Modell entsprechend überarbeitet werden. Ferner
bevorzugt erfolgt eine Plausibilitätsprüfung des Abgleichs der Messdaten der Sensoren
mit den erwarteten Messdaten. So kann durch geeignete Plausibilitätsprüfungsalgorithmen
beispielsweise festgestellt werden, wenn eine sprunghafte Verfestigung des Bodens
nicht auf einem Erfolg des durchgeführten Verfahrens beruht, sondern beispielsweise
auf einem im Wege liegenden größeren Stein oder auch eines dicht gelagerten Bodens.
Hierbei können beispielsweise Beschleunigungssensoren und Temperatursensoren am Rüttelwerkzeug
entsprechende Messdaten liefern. Durch intelligente Kombination der Messdaten kann
dann schnell festgestellt werden, ob der Boden dicht gelagert ist oder lediglich ein
Stein vorliegt.
[0033] In weiter bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Simulation in Echtzeit erfolgt.
[0034] Der Begriff der Echtzeit im Kontext der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass das
Verfahren zur Verdichtung von Böden der Erfindung in so kurzer Zeit gesteuert beziehungsweise
geregelt wird, dass in der Praxis eine hinreichend schnelle Reaktion auf sich ändernde
Messdaten der Sensoren beziehungsweise Vergleichsergebnisse der Messdaten mit den
zu erwartenden Messdaten möglich ist. Ein Regelungszyklus wird dabei vorzugsweise
30.000 Mal pro Sekunde durchlaufen, so dass sich eine Regelfrequenz ergibt.
[0035] Dies bietet den Vorteil, dass auch eine Steuerung beziehungsweise Regelung der Verdichtung
des Bodens in Echtzeit erfolgen kann. Die Effizienz des Verfahrens wird so weiterhin
signifikant gesteigert.
[0036] In weiter bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen,
dass dem Boden ein oder mehrere Fluide und/oder Füllmaterial zugeführt werden.
[0037] Dies bietet den Vorteil, dass die Zuführung der Fluide beziehungsweise des Füllmaterials
sehr genau steuerbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit vorteilhaft sowohl
als Rüttelstopfverfahren als auch als Rütteldruckverfahren betrieben werden.
[0038] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Verdichtung von Böden,
wenigstens umfassend ein in den Boden abteufbares Rüttelwerkzeug, eine Vielzahl von
Sensoren, die ausgebildet sind, Zustandsgrößen des Rüttelwerkzeugs während der Verdichtung
zu messen, wobei wenigstens einige der Sensoren in dem Rüttelwerkzeug integriert sind,
sowie eine Steuerungseinrichtung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung
ausgebildet ist, einen Abgleich der Messdaten der Sensoren mit erwarteten Messdaten
durchzuführen, wobei die erwarteten Messdaten wenigstens eine Zustandsgröße des Bodens
repräsentieren. Die Steuerungseinrichtung ist erfindungsgemäß so ausgebildet ist,
dass eine Simulation einer Wechselwirkung des Rüttelwerkzeugs und des Bodens unter
gegebenen Bodenparametern durchgeführt wird und die erwarteten Messdaten aus einem
Ergebnis der Simulation ermittelt werden.
[0039] Das System der Erfindung ist insbesondere dazu ausgebildet, das erfindungsgemäße
Verfahren zur Verdichtung von Böden gemäß der obigen Beschreibung durchzuführen. Alle
offenbarten technischen Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gelten
sinngemäß auch für das erfindungsgemäße System.
[0040] In bevorzugter Ausgestaltung des Systems der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung
so ausgebildet ist, dass anhand des Abgleichs eine Steuerung und/oder Regelung der
Verdichtung des Bodens in gewünschtem Umfang umgesetzt wird.
[0041] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, die
Bodenparameter der Simulation unter Auswertung der Messdaten der Sensoren anzupassen
und vorzugsweise die Simulation dann wenigstens einmal zu wiederholen.
[0042] In weiter bevorzugter Ausgestaltung des Systems der Erfindung ist vorgesehen, dass
die Steuerungseinrichtung so ausgebildet ist, um die Simulation in Echtzeit durchzuführen.
[0043] Hinsichtlich der Echtzeitfähigkeit des Systems der Erfindung ist der zuständige Fachmann
selbst in der Lage, die erforderlichen technischen Komponenten des Systems, wie beispielsweise
Recheneinrichtungen und Datenübertragungswege, auszuwählen.
[0044] In weiter bevorzugter Ausgestaltung des Systems der Erfindung ist vorgesehen, dass
das System weitere Mittel umfasst, die ausgebildet sind, dem Boden wenigstens ein
oder mehrere Fluide und/oder Füllmaterial zuzuführen.
Kurzbeschreibung der Figuren
[0045] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und
dazugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren beziehen sich alle auf dasselbe
bevorzugte Ausführungsbeispiel, so dass die Bezugszeichen entsprechend figurenübergreifend
gelten und in der Beschreibung der jeweiligen Figur gegebenenfalls auf unterschiedliche
Figuren Bezug genommen wird.
[0046] Die Figuren zeigen:
- Figur 1
- ein erfindungsgemäßes System zur Verdichtung von Böden;
- Figur 2
- ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Verdichtung von Böden anhand des erfindungsgemäßen
Systems;
- Figur 3
- ein Rüttelwerkzeug des erfindungsgemäßen Systems und
- Figur 4
- ein Blockschema eines Prozessschrittes zur Verdichtung des Bodens innerhalb des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Verdichtung von Böden.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
[0047] Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes System zur Verdichtung von Böden. Die Figur 1
enthält eine Übersicht zu den wichtigsten Systemelementen. So umfasst das erfindungsgemäße
System ein in den Boden 10 abteufbares Rüttelwerkzeug 12. Das Rüttelwerkzeug 12 ist
hier als Rüttler-Lanzen-Garnitur 14 ausgebildet. Diese umfasst ein Schwerrohr 16 sowie
einen Rüttler 18. Ein detaillierterer Aufbau des Rüttelwerkzeugs 12 ist in Figur 3
dargestellt.
[0048] Weiterhin umfasst das System der Erfindung eine Vielzahl von Sensoren 20. Einige
der Sensoren 20 sind in dem Rüttelwerkzeug 12 integriert. Wiederum einige der Sensoren
20 sind in einem Trägergerät 22 für das Rüttelwerkzeug 12 integriert. Die Sensoren
20 sind ausgebildet, Zustandsgrößen des Rüttelwerkzeugs 12 vor, während und nach der
Verdichtung zu messen. Rein exemplarisch wird hier ein Sensor zur Erfassung einer
Rütteltiefe 24 am Trägergerät 22 und ein GPS-Sensor 25 zur Bestimmung einer Raumposition
einer Spitze des Trägergeräts 22 genannt. Das System umfasst weiterhin eine Steuerungseinrichtung
26. Die Steuerungseinrichtung 26 ist ausgebildet, einen Abgleich von Messdaten der
Sensoren 20 mit erwarteten Messdaten durchzuführen. Die erwarteten Messdaten repräsentieren
dabei Zustandsgrößen des Bodens 10.
[0049] Figur 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Verdichtung von Böden anhand des
erfindungsgemäßen Systems aus Figur 1. In einem ersten Verfahrensschritt wird zunächst
das Trägergerät 22 mit dem Rüttelwerkzeug 12 bereitgestellt. Ferner wird ein geeignetes
Förderfahrzeug 28 bereitgestellt, welches im Laufe des Verfahrens noch benötigt wird,
um dem Boden 10 ein Füllmaterial 30 zuzuführen. Vorzugsweise wird bereits in dem ersten
Verfahrensschritt damit begonnen, mit den Sensoren 20 eine Vielzahl von Zustandsgrößen
des Rüttelwerkzeugs 12 zu messen und über geeignete Datenleitungen 34, die leitungsgebunden
oder auch kabellos sein können, an die Steuerungseinrichtung 26 zu übertragen. Die
Steuerungseinrichtung 26 beginnt dann von den Sensoren 20 gelieferte Messdaten 36
mit den erwarteten Messdaten durchzuführen.
[0050] Die erwarteten Messdaten werden in einer Simulation ermittelt. Die erwarteten Messdaten
beschreiben eine Wechselwirkung des Rüttelwerkzeugs 12 und des Bodens 10 unter gegebenen
Bodenparametern. In dem ersten Verfahrensschritt findet noch keine nennenswerte Interaktion
zwischen dem Rüttelwerkzeug 12 und dem Boden 10 statt. Die Simulation kann somit beispielsweise
erwartete Messdaten in Form von erwarteten Leerlaufsignalen der Sensoren 20 enthalten.
[0051] In einem zweiten Verfahrensschritt wird das Rüttelwerkzeug 12 dann in den Boden 10
abgeteuft. Dieser Vorgang wurde vorab zumindest einmalig simuliert. Beispielsweise
mit Hilfe eines Zeitstempels, der den Beginn der Interaktion zwischen dem Boden 10
und dem Rüttelwerkzeug 12 in der Simulation markiert, werden entsprechende erwartete
Messdaten zeitgleich mit Beginn des realen Abteufprozesses von der Simulation bereitgestellt.
Durch Abgleichen der real aufgenommenen Messdaten 36 der Sensoren 20 während des realen
Abteufprozesses mit den während des realen Abteufprozesses erwarteten Messdaten 36
wird dann festgestellt, inwiefern der reale Verdichtungsprozess dem simulierten Abteufprozess
entspricht. Bei Abweichungen ist die Steuerungseinrichtung 26 ausgebildet, zur Steuerung
beziehungsweise Regelung eines schnellen Abteufprozesses entsprechende Steuerungssignale
38 an das Trägergerät 22 und das Rüttelwerkzeug 12 zu übermitteln.
[0052] Ferner wird von der Steuerungseinrichtung 26 permanent eine Plausibilitätsprüfung
durchgeführt, die sich auf eine mögliche Abweichung der Messdaten 36 von den erwarteten
Messdaten bezieht. Sollte der Boden 10 beispielsweise gebietsweise real andere Bodenparameter
aufweisen, als sie der Simulation zugrunde gelegt worden sind, so erkennen entsprechende
Algorithmen für die Plausibilitätsprüfung eine systematische Abweichung. Die Bodenparameter
der Simulation werden dann angepasst und die Simulation dann wenigstens einmal wiederholt.
Somit können die erwarteten Messdaten iterativ korrigiert werden. So lässt sich beispielsweise
auch eine Verifizierung und Kalibrierung der Simulation und der Regelung der Verdichtung
des Bodens 10 projektspezifisch im Zuge eines ersten Verdichtungsvorganges durchführen.
Der erste Verdichtungsvorgang kann beispielsweise der in dem zweiten Verfahrensschritt
gezeigte erstmalige Vorgang des Abteufens sein.
[0053] In einem dritten Verfahrensschritt wird, nach Erreichen einer Abteuftiefe, Füllmaterial
30 zugeführt und der Verdichtungsvorgang begonnen. Der dritte Verfahrensschritt kann
iterativ im Pilgerschrittverfahren erfolgen. Durch fortwährenden Abgleich der Messdaten
36 mit den erwarteten Messdaten wird erkannt, wenn das Füllmaterial 30 und der umliegende
Boden 10 einen gewünschten Zustand erreicht haben. Die Bodenparameter umfassen dann
auch die Eigenschaften des Füllmaterials 30.
[0054] In einem gezeigten vierten Verfahrensschritt ist das Verfahren zur Verdichtung des
Bodens 10 an einer Arbeitsposition 40 abgeschlossen. In der Regel handelt es sich
dabei um eine von vielen Arbeitspositionen, an denen in dem Verfahren der Boden 10
verdichtet wird.
[0055] Figur 3 zeigt das Rüttelwerkzeug 12 des erfindungsgemäßen Systems in einer detaillierteren
Ansicht. Das Rüttelwerkzeug 12 ist als Rüttler-Lanzen-Garnitur 14 ausgebildet. Es
umfasst ein Schwerrohr 16 und einen Rüttler 18. Das Rüttelwerkzeug 12 umfasst weiterhin
einen Antriebsmotor 42 für eine Unwucht 44, die in dem Rüttelkopf 18 integriert ist.
In dem Rüttelwerkzeug 12 ist eine Vielzahl an Sensoren 20 integriert. Im Bereich einer
Rüttlerspitze 46 sind Beschleunigungssensoren 48 zur Messung der Beschleunigungen
quer zu der Rüttlerspitze 46 in zwei Freiheitsgraden integriert. Weiterhin sind dort
Temperatursensoren 50 vorgesehen, mit denen die Temperatur eines Öls sowie eines Unwuchtlagers
52 messbar ist. Im Bereich des Antriebsmotors 42 sind Drehmomentsensoren 52 und weitere
Temperatur-sensoren 50 zur Temperaturmessung an einem Motorlager 54 vorgesehen. An
einer Seite des Antriebsmotors 42, die dem Schwerrohr 16 der Lanzengarnitur 14 zugewandt
ist, sind weitere Sensoren 20 in Form von Beschleunigungssensoren 48, Lagesensoren
56, Sensoren zur Messung einer Frequenz und eines Drehwinkels 58 des Antriebsmotors
42 sowie weitere Temperatursensoren 50 zur Temperaturmessung an einem weiteren Motorlager
60 vorgesehen. Die Messdaten 36 der Sensoren 20 werden über eine Datenleitung 34 aus
dem Rüttelwerkzeug 12 an die Steuerungseinrichtung 26 zur weiteren Verarbeitung übertragen.
[0056] Figur 4 zeigt ein Blockschema des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sofern Bezugszeichen
der vorhergehenden Beschreibung verwendet werden, wird rein exemplarisch Bezug auf
die jeweiligen, das Bezugszeichen enthaltenen Figuren genommen. Die Nummerierung der
Teilschritte gilt ausschließlich für Figur 4.
[0057] Gezeigt ist hier ein Ausschnitt aus dem Verfahren zur Verdichtung von Böden in Form
eines einzelnen Prozessschrittes innerhalb der Verdichtung. Zu Beginn des im Blockschema
gezeigten Prozessschrittes (Teilschritt 1) liegen messtechnisch ermittelte Zustandsgrößen
62 des Bodens 10 vor, die in Teilschritt 2 beispielsweise in die Steuerungseinrichtung
26 geladen werden. Ferner liegen in Teilschritt 1 von den Sensoren 20 gelieferte Messdaten
36 zu den Zustandsgrößen des Rüttelwerkzeugs 12 vor, die in Teilschritt 2 ebenso in
die Steuerungseinrichtung 26 geladen werden. Die Summe der messtechnisch ermittelten
Zustandsgrößen 62 des Bodens 10 beschreibt den Ist-Zustand des Bodens 62 in den Teilschritten
1 und 2 vor der Verdichtung. Unter Kenntnis des Ist-Zustands des Bodens 62 und des
Rüttelwerkzeugs 12 ist bereits vor Beginn des Teilschritts 1 eine Zielfunktion 66
bestimmt worden. Die Zielfunktion 66 kann auf Basis einer erwarteten Interaktion des
Rüttelwerkzeugs 12 mit dem Boden 10 im Vorfeld erstellt werden. Ausgangszustände des
Rüttelwerkzeugs 12 und des Bodens 10 sind bekannt. Ein Ziel-Zustand des Bodens 10
wird frei gewählt. Durch Simulation der Verdichtung können Zustandsänderungen des
Rüttelwerkzeugs 12 und des Bodens 10 vorhergesagt werden. Die Zielfunktion 66 erhält
dann als Datengrundlage die über die Zeit zu erzeugenden Ausprägungen der Zustandsgrößen
des Bodens 10 in Form von erwarteten Messdaten 68, die das Rüttelwerkzeug 12 während
der Interaktion mit dem Boden über die Zeit liefert. Die Zielfunktion 66 enthält auch
die hierzu erforderlichen Steuerungssignale 38 für das Rüttelwerkzeug 12. Diese Daten
der Zielfunktion 66 werden in Teilschritt 2 ebenfalls in die Steuerungseinrichtung
26 geladen.
[0058] In Teilschritt 3 erfolgt dann die Bearbeitung des Bodens 10 mit dem Rüttelwerkzeug
12, beispielsweise eine Verdichtung. Hierbei erfolgt eine Abtastung der Zielfunktion
66 über die Zeit, wobei jeder Zeitpunkt einen Satz von Steuerungssignalen 38 für das
Rüttelwerkzeug 12 und zugehörige erwartete Messdaten 68 enthält. Zusätzlich werden
die real aufgenommenen Messdaten 36 der Sensoren 20 erfasst und dem jeweiligen Zeitpunkt
zugeordnet. Sofern in dem jeweiligen Zeitpunkt die aufgenommenen Messdaten 36 mit
den erwarteten Messdaten 68 übereinstimmen, läuft der Teilschritt 3 gemäß der vorgesehenen
Steuerungssignale 38 fort. Im Falle unzulässig hoher Abweichungen werden diese ausgewertet
und mögliche Ursachen durch Analyse der Abweichungen geschlussfolgert. Ist eine wahrscheinliche
Ursache gefunden, werden die anfänglich messtechnisch ermittelten Zustandsgrößen 62
des Bodens 10 korrigiert, die Zielfunktion 66 neu bestimmt und der Teilschritt 3 dann
vom gegenwärtigen Zeitpunkt an fortgesetzt. Ebenso ist es möglich, dass der anfänglich
zugrunde gelegte Zustand des Rüttelwerkzeugs 12 selbst korrigiert werden muss. Auf
diesem Wege erfolgt eine iterative Annäherung der aufgenommenen Messdaten 36 und der
Zielfunktion 66 beziehungsweise der erwarteten Messdaten 68.
[0059] Die Bearbeitung des Bodens 10 endet, sobald eine Übereinstimmung der aufgenommenen
Messdaten 36 und der erwarteten Messdaten 68 erreicht ist (Teilschritt 4). Hier stimmen
ein Endpunkt 70 der Zielfunktion 66 und ein Endpunkt 72 der aufgenommenen Messdaten
36 überein. In Teilschritt 5 kann dann eine weitere Bearbeitung des Bodens 10 erfolgen.
Beispielsweise kann auf Grundlage des Endpunkts 70 der Zielfunktion 66 eine neue Zielfunktion
zur Durchführung eines weiteren Prozessschritts 74 generiert werden.
Bezugszeichen
[0060]
- 10
- Boden
- 12
- Rüttelwerkzeug
- 14
- Rüttler-Lanzen-Garnitur
- 16
- Schwerrohr
- 18
- Rüttler
- 20
- Sensoren
- 22
- Trägergerät
- 24
- Sensor zur Erfassung einer Rütteltiefe
- 25
- GPS-Sensor
- 26
- Steuerungseinrichtung
- 28
- Förderfahrzeug
- 30
- Füllmaterial
- 34
- Datenleitung
- 36
- Messdaten
- 38
- Steuerungssignale
- 40
- Arbeitsposition
- 42
- Antriebsmotor
- 44
- Unwucht
- 46
- Rüttlerspitze
- 48
- Beschleunigungssensoren
- 50
- Temperatursensoren
- 52
- Unwuchtlager
- 54
- Motorlager
- 56
- Lagesensoren
- 58
- Sensoren zur Messung einer Frequenz und eines Drehwinkels
- 60
- weiteres Motorlager
- 62
- messtechnisch ermittelte Zustandsgrößen des Bodens
- 64
- Startpunkt - Ausgangszustand des Bodens
- 66
- Zielfunktion
- 68
- erwartete Messdaten
- 70
- Endpunkt der Zielfunktion
- 72
- Endpunkt der aufgenommenen Messdaten
- 74
- weiterer Prozessschritt
1. Verfahren zur Verdichtung von Böden, in dem ein Rüttelwerkzeug (12) in den Boden (10)
abgeteuft wird und während der Verdichtung eine Vielzahl von Zustandsgrößen des Rüttelwerkzeugs
(12) mit Sensoren (20) als Messdaten (36) gemessen werden und dabei wenigstens einige
der Sensoren (20) in dem Rüttelwerkzeug (12) integriert sind und wobei weiterhin eine
Übermittlung der Messdaten (36) der Sensoren (20) an eine Steuerungseinrichtung (26)
erfolgt,
die Steuerungseinrichtung (26) einen Abgleich der Messdaten (36) der Sensoren (20)
mit erwarteten Messdaten durchführt, wobei die erwarteten Messdaten wenigstens eine
Zustandsgröße des Bodens (10) repräsentieren und einen definierten Zielzustand des
Bodens beschreiben, der in dem Verfahren erreicht werden soll, dadurch gekennzeichnet, dass die erwarteten Messdaten in einer durch die Steuerungseinrichtung (26) durchgeführten
Simulation ermittelt werden, die eine Wechselwirkung des Rüttelwerkzeugs (12) und
des Bodens (10) unter gegebenen Bodenparametern beschreibt.
2. Verfahren zur Verdichtung von Böden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (26) anhand des Abgleichs eine Steuerung und/oder Regelung
der Verdichtung des Bodens (10) durchführt.
3. Verfahren zur Verdichtung von Böden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenparameter der Simulation unter Auswertung der Messdaten (36) der Sensoren
(20) angepasst werden und die Simulation dann wenigstens einmal wiederholt wird.
4. Verfahren zur Verdichtung von Böden nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Simulation in Echtzeit erfolgt.
5. Verfahren zur Verdichtung von Böden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Boden (10) ein oder mehrere Fluide und/oder Füllmaterial (30) zugeführt werden.
6. System zur Verdichtung von Böden (10), wenigstens umfassend:
- ein in den Boden (10) abteufbares Rüttelwerkzeug (12);
- eine Vielzahl von Sensoren (20), die ausgebildet sind, Zustandsgrößen des Rüttelwerkzeugs
(12) während der Verdichtung als Messdaten (36) zu messen, wobei wenigstens einige
der Sensoren (20) in dem Rüttelwerkzeug (12) integriert sind; sowie
- eine Steuerungseinrichtung (26),
die Steuerungseinrichtung (26) ausgebildet ist, einen Abgleich der Messdaten (36)
der Sensoren (20) mit erwarteten Messdaten durchzuführen, wobei die erwarteten Messdaten
wenigstens eine Zustandsgröße des Bodens (10) repräsentieren und einen definierten
Zielzustand des Bodens beschreiben, der zur Verdichtung des Bodens (10) erreicht werden
soll,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungseinrichtung (26) ausgebildet ist, eine Simulation einer Wechselwirkung
des Rüttelwerkzeugs (12) und des Bodens (10) unter gegebenen Bodenparametern durchzuführen
und die erwarteten Messdaten aus einem Ergebnis der Simulation abzuleiten.
7. System zur Verdichtung von Böden nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (26) ausgebildet ist, anhand des Abgleichs eine Steuerung
und/oder Regelung der Verdichtung des Bodens (10) durchzuführen.
8. System zur Verdichtung von Böden nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (26) ausgebildet ist, die Bodenparameter der Simulation
unter Auswertung der Messdaten (36) der Sensoren (20) anzupassen und die Simulation
dann wenigstens einmal zu wiederholen.
9. System zur Verdichtung von Böden nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (26) ausgebildet ist, die Simulation in Echtzeit durchzuführen.
10. System zur Verdichtung von Böden nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das System weitere Mittel umfasst, die ausgebildet sind, dem Boden (10) wenigstens
ein oder mehrere Fluide und/oder Füllmaterial (30) zuzuführen.
1. A method for compacting soils, in which a vibration tool (12) is sunk into the soil
(10) and, during the compaction, a plurality of state variables of the vibration tool
(12) are measured as measurement data using sensors (20)
and at least some of these sensors (20) are integrated in the vibration tool (12)
and wherein a transfer of the measurement data (36) of the sensors (20) to a control
device (26) further takes place,
the control device (26) carries out a comparison of the measurement data (36) of the
sensors (20) with expected measurement data, wherein the expected measurement data
represent at least one state variable of the soil (10) and describe a defined target
state of the soil which should be achieved in the method,
characterized in that
the expected measurement data are determined in a simulation carried out by the control
device (26), said simulation describing an interaction of the vibration tool (12)
and the soil (10) under given soil parameters.
2. The method for compacting soils according to Claim 1, characterized in that the control device (26) carries out a control and/or regulation of the compaction
of the soil (10) based on the comparison.
3. The method for compacting soils according to Claim 1, characterized in that the soil parameters are adapted to the simulation by evaluating the measurement data
(36) of the sensors (20) and the simulation is then repeated at least once.
4. The method for compacting soils according to Claim 1 or 3, characterized in that the simulation takes place in real time.
5. The method for compacting soils according to any one of the preceding claims, characterized in that one or more fluids and/or filler materials (30) are added to the soil (10).
6. A system for compacting soils (10), comprising at least:
- a vibration tool (12) which is sinkable into the soil (10);
- a plurality of sensors (20), which are designed to measure state variables of the
vibration tool (12) during the compaction as measurement data (36), wherein at least
some of the sensors (20) are integrated in the vibration tool (12); and
- a control device (26),
the control device(26) being designed to carry out a comparison of the measurement
data (36) of the sensors (20) with expected measurement data, wherein the expected
measurement data represent at least one state variable of the soil (10) and describe
a defined target state of the soil which should be achieved for compacting the soil
(10),
characterized in that
the control device (26) is designed to carry out a simulation of an interaction of
the vibration tool (12) and the soil (10) under given soil parameters and to derive
the expected measurement data from a result of the simulation.
7. The system for compacting soils according to Claim 6, characterized in that the control device (26) is designed to carry out a control and/or regulation of the
compaction of the soil (10) based on the comparison.
8. The system for compacting soils according to Claim 6, characterized in that the control device (26) is designed to adapt the soil parameters of the simulation
by evaluating the measurement data (36) of the sensors (20) and to then repeat the
simulation at least once.
9. The system for compacting soils according to Claim 6 or 8, characterized in that the control device (26) is designed to carry out the simulation in real time.
10. The system for compacting soils according to any one of Claims 6 to 9, characterized in that the system comprises further means, which are designed to add at least one or more
fluids and/or filler materials (30) to the soil (10).
1. Procédé de compactage de sols, dans lequel un outil vibrant (12) est enfoncé dans
le sol (10) et, pendant le compactage, une pluralité de grandeurs d'état de l'outil
vibrant (12) sont mesurées avec des capteurs (20) en tant que données de mesure (36)
et au moins certains des capteurs (20) sont intégrés dans l'outil vibrant (12) et
en outre une transmission des données de mesure (36) des capteurs (20) vers une unité
de commande (26) a lieu,
l'unité de commande (26) réalise une comparaison des données de mesure (36) des capteurs
(20) avec des données de mesure attendues, les données de mesure attendues représentant
au moins une grandeur d'état du sol (10) et décrivant un état cible défini du sol
qui doit être atteint dans le procédé,
caractérisé en ce que
les données de mesure attendues sont déterminées dans une simulation réalisée par
l'unité de commande (26), qui décrit une interaction de l'outil vibrant (12) et du
sol (10) avec des paramètres de sol donnés.
2. Procédé de compactage de sols selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de commande (26) réalise à partir de la comparaison une commande et/ou une
régulation du compactage du sol (10).
3. Procédé de compactage de sols selon la revendication 1, caractérisé en ce que les paramètres de sol de la simulation sont adaptés avec évaluation des données de
mesure (36) des capteurs (20), puis la simulation est répétée au moins une fois.
4. Procédé de compactage de sols selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que la simulation a lieu en temps réel.
5. Procédé de compactage de sols selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'un ou plusieurs fluides et/ou matériaux de remplissage (30) sont introduits dans le
sol (10).
6. Système de compactage de sols (10), comprenant au moins :
- un outil vibrant (12) pouvant être enfoncé dans le sol (10) ;
- une pluralité de capteurs (20), qui sont configurés pour mesurer des grandeurs d'état
de l'outil vibrant (12) pendant le compactage en tant que données de mesure (36),
au moins certains des capteurs (20) étant intégrés dans l'outil vibrant (12) ; et
- une unité de commande (26), l'unité de commande (26) étant configurée pour réaliser
une comparaison des données de mesure (36) des capteurs (20) avec des données de mesure
attendues, les données de mesure attendues représentant au moins une grandeur d'état
du sol (10) et décrivant un état cible défini d sol qui doit être atteint par le compactage
du sol (10),
caractérisé en ce que
l'unité de commande (26) est configurée pour réaliser une simulation d'une interaction
de l'outil vibrant (12) et du sol (10) avec des paramètres de sol donnés et dériver
les données de mesure attendues à partir d'un résultat de la simulation.
7. Système de compactage de sols selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'unité de commande (26) est configurée pour réaliser à partir de la comparaison
une commande et/ou une régulation du compactage du sol (10).
8. Système de compactage de sols selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'unité de commande (26) est configurée pour adapter les paramètres de sol de la
simulation avec évaluation des données de mesure (36) des capteurs (20), puis répéter
la simulation au moins une fois.
9. Système de compactage de sols selon la revendication 6 ou 8, caractérisé en ce que l'unité de commande (26) est configurée pour réaliser la simulation en temps réel.
10. Système de compactage de sols selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le système comprend d'autres moyens, qui sont configurés pour introduire au moins
un ou plusieurs fluides et/ou matériaux de remplissage (30) dans le sol (10).