基于VMD-HHT冲击回波法的隧道衬砌检测技术研究

研究目的:针对常规冲击回波法在进行隧道衬砌脱空检测时容易出现多重峰值、虚假频率等问题,提出以模糊熵和相关系数为综合目标函数的遗传算法对原始信号进行最优化变分模态分解(VMD),然后基于希尔伯特-黄变换(HHT)计算信号的边际谱,并据此进行脱空检测分析,解决了傅里叶变换对非平稳冲击回波信号分析存在的固有缺陷,并基于仿真信号和隧道衬砌物理模型检测信号对数据处理方法进行了验证。研究结论:(1)以模糊熵和相关系数为综合目标函数的遗传算法有效实现了VMD分解参数的最优化,避免了人为设定参数所具有的偶然性;(2)VMD能够自适应地实现对冲击回波信号不同主频分量的有效分离,不存在模态混叠,因此能够有效滤除噪音信号,提高数据信噪比;(3)本文所提出的基于改进VMD-HHT的冲击回波法能够对衬砌厚度进行可靠检测,且检测结果中主频清晰明显,干扰远小于常用的傅里叶变换,不容易产生误判,有效提高了检测精度;(4)由于傅里叶变换及VMD-HHT处理方法的检测结果均存在一定的误差,因此要精确判断衬砌是否存在脱空,需结合隧道衬砌为密实情况的结果进行综合对比分析。     

岩溶路基注浆加固质量无损检测方法应用研究

新建铁路长沙至昆明的贵州关岭车站区间段岩溶路基,必须进行注浆加固。为检查加固效果,注浆加固处理后,采用电测深法和瞬态面波法综合检测,并辅以钻孔取芯验证,检测效果较好。实践表明,在路基注浆质量检测工程中,直流电测深和瞬态面波综合法检测是不错的方法组合,应用效果较好。     

拱型刚架桥力学性能研究

以一拱型刚架人行桥为基础,采用有限元分析方法,用ANSYS通用程序建立多个不同参数的空间三维实体模型,计算并分析了不同矢高、不同斜腿倾角对拱型刚架桥受力性能的影响,画出对比分析图,对相关工程设计提出了一些建议.     

TBM施工隧道超前地质预报方法适宜性研究

研究目的:在TBM施工环境中,准确查明TBM掌子面前方不良地质体,可有效避免卡机、涌水突泥等地质问题。但是,受TBM施工极狭小空间、极复杂电磁干扰等特殊环境限制,传统超前地质预报手段难以有效实施。在大量TBM施工超前地质预报方法调研的基础之上,本文开展TBM施工环境多项预报技术的优缺点、准确率对比试验研究,建立极端复杂地质环境TBM施工综合超前地质预报体系,提出宽大断裂、强富水等复杂地质环境下超前地质预报解决方案。研究结论:(1)TBM施工条件地下水探测试验研究结果显示,激发极化探测方法对地下水体预测较为准确,并对TBM施工适宜性较好,可以有效解决复杂水文地质环境下地下水体探测问题;(2)极复杂地质环境TBM施工弹性波反射法类预报方法适宜性研究结果表明,HSP及三维地震(SAP)在TBM条件下对断层破碎带等不良地质体敏感性较强,且对隧道施工干扰较小,对TBM施工环境适宜性较好;(3)本研究成果可用于指导TBM施工隧道超前地质预报设计及施工,进一步降低施工风险。     

基于多源地震干涉法的隧道超前地质预报技术数值模拟研究

目前的隧道超前地质预报方法预报距离短、测试频率大,增加了测试风险和施工风险;同时,由于各种方法对测试环境要求的差异,造成准备工作繁琐,占用了较长的施工时间,影响了正常施工。文章将地震干涉技术应用到隧道超前地质预报中,提出了基于多源地震干涉法的隧道超前地质预报新技术,该技术以隧道一端开挖爆破作为震源,在隧道另一端接收信号,通过相关处理成像,实现对隧道未开挖部分的一次性预报。文章采用有限差分法实现了该预报方法的数值模拟,模拟了岩溶、断层两种不良地质体模型,准确预报出了溶洞、断层,验证了该预报方法的有效性和准确性。     

TBM施工隧道管片衬砌段回填注浆质量检测综合物探方法研究及应用

针对目前无损检测方法应用于管片壁后回填注浆质量检测的局限性，综合地质雷达和地震映像法的优点对注浆质量进行可靠性检测。首先利用有限差分数值模拟方法分别对2种方法在管片后注浆质量的检测进行模拟，验证方法的理论检测效果。在该结果基础上，采用预测反褶积滤波技术对2种方法结果中的多次波进行有效滤除，以提高检测结果的准确性及可靠性。最后根据数值模拟实验结果，将数据滤波技术及最优探测参数在西藏某公路双护盾TBM施工隧道回填注浆质量检测中进行实际应用，并结合钻孔内窥结果对检测结果进行评价。结果表明： 预测反褶积滤波技术能够有效滤除管片内钢筋模所产生的多次反射波，并能提高2种方法的分辨率； 地质雷达法探测结果分辨率高，但受限于管片内钢筋模的影响，400 MHz天线有效探测深度约为1 m，地震映像法探测深度能达到5 m左右，但分辨率低于地质雷达法，2种物探方法优劣互补； 综合利用2种方法能够有效解决管片衬砌段回填注浆质量检测的难题，保障隧道建设安全。     

瞬态面波法在隧道仰拱质量检测中的应用研究

瞬态面波法作为一种较高精度的无损探测方法,已在浅层勘探中得到了广泛应用,但在工程混凝土质量检测中应用较少。为此,通过分析瞬态面波法的理论基础、频散特性,结合环境特点及检测技术要求,设计合理的探测参数和激震方式,将其推广应用于隧道仰拱质量检测中。并以达万高速公路沙坝湾隧道检测为例,检测结果与钻孔取芯结果吻合性较好,有效地探查异常不密实地层空间位置及规模。结果表明,该方法应用于隧道仰拱质量检测,取得了良好的效果,为确保施工质量提供有效依据。     

隧道地质预报信息化管理平台开发

为了解决传统隧道地质预报管理模式在大规模交通建设工程中的局限性,依托计算机、手机及互联网技术,开展隧道地质预报信息化管理平台开发,以项目实体数据为基础,利用系统数据库将预报成果、施工信息、工作管理等进行整合分享,并实时更新,可实现数据实时查看、异常及时预警、预报工作远程监控、预报管理严格监督等功能,减轻了管理人员的劳动强度,提高了工作效率,让参建各方能更快捷、及时、准确地获取地质预报信息。     

泵气平均有效压力与排气压力波关系的试验研究

针对某增压6缸柴油机进行了不同负荷特性下缸内压力和排气压力波的测量,分析了不同负荷特性下泵气平均有效压力与泵气排气压力波之间的关系。试验结果表明:对于增压6缸柴油机,当配气相位相同时,在不同的负荷特性下,泵气排气压力波强度随泵气平均有效压力的变化规律是不同的。在800 r/min和1 000 r/min负荷特性下,泵气排气压力波强随着泵气平均有效压力的增大而增大;在1 400 r/min和1 800 r/min负荷特性下,泵气排气压力波强随着泵气平均有效压力的增大先减小再增大;在2 200 r/min负荷特性下,泵气排气压力波强随着泵气平均有效压力的减小而减小。     

瞬态面波法在岩溶路基注浆质量检测中的应用研究

铁路客运专线修建在岩溶地区时,需要对岩溶地基进行加固,岩溶地基注浆这种地基加固方法得到广泛应用。为了验证注浆效果,需要对其进行检测。本文重点介绍瞬态面波法的原理及其在沪昆铁路贵州段注浆质量检测中的应用。瞬态面波法具有操作方便、快速、分辨率高等特点,且有相应的判定标准,能保证检测质量。本文应用实例表明,瞬态面波法是高效、可行的测试方法。