瑞利波检测技术在高速公路改扩建工程中的应用

应用瑞利波原理,分析沪宁高速公路瑞利波检测数据,通过钻孔取样验证瑞利波检测结果可靠性,拟合波速与压实度对应关系式,提出路基质量的瑞利波速评价标准,表明瑞利波波速确立了高速公路路基路面质量指标与检测物理参数间直接或相关关系.     

交通事故下的交通波特性分析——以广州市机场高速公路为例

针对目前高速公路交通事故时空性质方面研究较为匮乏的现象,提出了一种交通事故时空分析下的交通波划分方法,用于从时空特性对交通事故进行微观分析.利用高速公路交通事故下的车辆时空图建立交通波分析模型,通过拥挤速度和交通事故风险函数获取交通事故的时间特性.分别对各个交通波和交通事故区域进行定义,通过图例展示交通事故的空间分解.通过交通波传播模型和速度及加速度的限制条件建立交通事故下的交通波空间模型,对处于交通波上的时空节点进行筛选以获取交通波方程.以广州市机场高速公路为例对部分事故段绘制车辆时空图,利用交通事故的时空特征对数据进行筛选确定了集结波,启动波,停止波和消散波的方程,集结波和消散波的波速及事故发生点坐标等信息.确定了拥堵区域和消散区域的位置,利用凸包算法计算其面积,同时将该方法利用在该路段其他次的交通事故区域中以得到该方法的普适性.该特性分析方法同样可以用于其他交通事件的微观分析以及特性建模中,具有很强的理论和现实意义.     

交通事故下的交通波特性分析——以广州市机场高速公路为例

针对目前高速公路交通事故时空性质方面研究较为匮乏的现象,提出了一种交通事故时空分析下的交通波划分方法,用于从时空特性对交通事故进行微观分析.利用高速公路交通事故下的车辆时空图建立交通波分析模型,通过拥挤速度和交通事故风险函数获取交通事故的时间特性.分别对各个交通波和交通事故区域进行定义,通过图例展示交通事故的空间分解.通过交通波传播模型和速度及加速度的限制条件建立交通事故下的交通波空间模型,对处于交通波上的时空节点进行筛选以获取交通波方程.以广州市机场高速公路为例对部分事故段绘制车辆时空图,利用交通事故的时空特征对数据进行筛选确定了集结波,启动波,停止波和消散波的方程,集结波和消散波的波速及事故发生点坐标等信息.确定了拥堵区域和消散区域的位置,利用凸包算法计算其面积,同时将该方法利用在该路段其他次的交通事故区域中以得到该方法的普适性.该特性分析方法同样可以用于其他交通事件的微观分析以及特性建模中,具有很强的理论和现实意义.     

压缩波惯性作用对其波形演变的影响

为了准确地评估隧道出口微压波,基于一维平面波方程和压缩波的特性,推导了压缩波在隧道内传播时压缩波压力梯度的理论公式.采用该理论公式,分析了传播距离,初始压缩波幅值以及初始压缩波波前长度等因素对隧道不同位置处压缩波压力波梯度的影响.结果表明:压缩波压力梯度随着传播距离的增加而増大,其变化幅度越来越大,当传播距离接近临界长度时,其压力梯度几乎发生突变;相同的传播距离下,压缩波压力梯度随初始压缩波幅值的增加而增加,随初始压缩波波前长度的增加而减小;当传播距离小于临界长度时,理论公式和数值计算结果的相对误差小于6%,数值计算结果与文献报道的实测结果吻合良好.      

临时养护区CMEM模型的微观仿真参数标定

为了保证汽车尾气排放计算的准确性, 对临时养护区微观仿真模型进行参数标定。以河南许尉高速公路某临时养护区为例, 通过现场调查获取交通数据, 建立VISSIM交通仿真模型。根据实测数据对交通量与交通组成等宏观参数进行标定, 对期望速度、期望加速度采用特征点数值进行微观参数标定。利用正交试验法标定车头时距、跟车变量、进入跟车状态的阈值和振动加速度4种跟车模型参数。根据有效的仿真结果确定了期望速度与行驶速度之间的数值关系。利用有效的仿真数据结合CMEM模型进行临时养护区汽车尾气排放量计算, 得到了基于路段平均速度的尾气排放计算公式。分析结果表明: 宏观参数标定后的仿真速度与实测速度存在明显差异, 客车与货车速度的平均相对误差分别为11.36%与35.12%;结合微观参数标定后, 仿真速度与实测速度的平均相对误差均控制在3%以内, 客车与货车的期望速度分别为行驶速度的1.270、1.165倍; 仿真模型标定后的尾气排放量与实测值的相对误差均小于7%, 模型标定效果显著。     

B型喇叭式立交环圈出口匝道运行速度过渡段长度研究

为确定车辆在B型喇叭式立交环圈出口匝道满足安全行驶需求的运行速度过渡段最小长度,分别建立了满足超高过渡需求、车辆变速行驶需求、横向加速度变化率适中等要求下的运行速度过渡段长度计算模型。采用UMRR开普勒链式雷达测速仪,实测不同主线设计速度下环圈出口分流鼻运行速度,结合SPSS软件分析,得到分流鼻运行速度。基于运行速度过渡段长度计算模型和典型参数的分析论证,得到满足不同需求的运行速度过渡段最小长度。结果表明:车辆变速行驶需求是B型喇叭式立交环圈出口匝道运行速度过渡段长度的主要控制因素;并基于满足车辆安全行驶需求,提出了运行速度过渡段长度最小建议值及纵坡修正系数。     

波磨轨线路上轮轨振动附加力计算

发展了考虑转向架的波磨激振计算模型。通过参数分析得到了列车速度、轮轨接触弹簧及道床弹性等对轮轨振动附加力的影响特点。波深较小时计算结果与实测数据吻合。     

基于小波变换的一种多普勒雷达目标识别方法

雷达技术６０年来取得了巨大的发展,特别是随着现代计算机技术和现代信号处理技术的成熟与发展,使雷达由参数测量向非参数测量发展。雷达对目标的识别成为新一地达的发展重点。文中应用小波变换技术,对多普勒体制雷达的音频信号进行分析。从其中一个距离波门获取的多普勒信号中成功地提取了目标的数量等信息。也就是取得了以对目标的高分辨率。且计算速度快、数据量小。不利于实现实时信号处理。     

基于轮轨垂向力的波磨状态估算方法

为了探明轮轨垂向力与波磨状态之间的映射关系并采用轮轨力检测数据定量评价波磨严重程度,以中国CRTSⅡ高铁线路与服役动车组典型参数构建三维轮轨动力学有限元模型;细化波磨区段钢轨表面不平顺特征,采用高速综合检测列车在高铁波磨区段上实测轮轨垂向力时频数据验证有限元模型输出结果的准确性;模拟了车辆运行速度为300 km·h^-1时波长在40~180 mm波磨激励下的轮轨垂向力,分析了其时频域分布特性;引入轨面不平顺变化率表征波磨沿钢轨纵向的变化特性,采用非线性最小二乘法与有理式方程拟合了不同波长条件下轮轨垂向力大值与轨面不平顺变化率之间的函数关系,分析了钢轨Pinned-Pinned固有共振频率及其半值振动模态对拟合参数曲线的影响,并推导了基于轮轨垂向力的波磨谷深估算方法;该谷深估算方法在某高铁线路波磨状态监测中初步试用,共发现32个波磨区段,并对比了波磨区段上实测谷深和估算谷深。分析结果表明：谷深估算值与实测值相关系数为0.97,两者具有较高的线性相关性;在谷深估算值大于0.08 mm时,估算值与实测值之间的均方根差约为0.01mm,基于谷深估算方法作出波磨打磨整治决策时的误判率约为6.25%,说明谷深估算方法在实际高铁线路上具有较好的适用性。     

有限长抛物线电流对称轴上磁场分布的研究

利用抛物线坐标系的定义以及平面上的抛物线方程和抛物线参数方程,对有限长抛物线电流通过磁矢势的计算、磁矢势的旋度计算,来得出该有限长抛物线电流在对称轴上的磁感应强度的理论值,再运用软件MATLAB画出该对称轴上不同位置磁场的具体值的变化图像来直观认识,从而全面了解有限长抛物线电流在对称轴上的磁场分布特点.     

探地雷达检测混凝土含水率试验研究

混凝土含水率对混凝土材料和结构性能有很大影响,但其无损检测技术不能满足实际需要.雷达电磁波的传播速度主要由材料介电常数决定,而影响混凝土材料介电常数主要是其含水率.本文对探地雷达检测混凝土含水率技术进行研究,采用干燥法得到混凝土试块含水率,利用探地雷达测得雷达波在混凝土板中的波速,得到了探地雷达波速和混凝土含水率的关系,发现探地雷达波速和混凝土含水率具有良好的线性关系.     

地质雷达在路面脱空检测中的应用

介绍了地质雷达探测法的基本工作原理;结合工程实例,将地质雷达探测法应用于水泥混凝土路面板底脱空的判定。首先进行测点选择和雷达参数调节,然后对雷达检测数据进行软件处理,即可判断路面板底脱空的位置,读出脱空点的长度及高度,并能初步判断脱空的原因。数据表明:与落锤式弯沉仪法相比,地质雷达探测法在路面脱空检测中具有更高的可信度;经钻芯复核,检测准确率达80%以上。     

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用

受诸多因素影响,隧道衬砌混凝土可能会出现不够密实、不够厚等工程质量问题.为及时发现隧道衬砌混凝土的质量问题,可利用具有快速、高效、分辨率高的地质雷达法沿测线扫描检测.地质雷达因其高精度的分辨率,快速的无损检测方法而迅速的在各个工程行业得到了推广.针对实际隧道工程地质雷达的应用及其原理的论述,为类似的工程检测提供一个实用的参考及借鉴.     

探地雷达检测公路面层厚度的准确性研究

在简述探地雷达基本原理和工作方法的基础上,对用探地雷达检测道路面层厚度的可靠性、准确性进行了分析,并通过试验予以验证。试验结果表明:探地雷达对于每一点厚度测量比较精确,而对于某一段的厚度测量则是非常精确,说明探地雷达完全具备替代现行钻孔取芯的条件。     

地质雷达检测隧道衬砌常见病害模型实验研究

建立了由素混凝土、单层钢筋网及双层钢筋网3个区段组成的隧道衬砌试验模型,模型中布设了常见病害（空洞、空洞积水和混凝土析水）。模型自然养护28天,运用地质雷达对衬砌模型进行检测。对比隧道衬砌模型的地质雷达剖面图与实际的衬砌布设情况,可得结论：地质雷达检测对钢筋的存在反应敏感;双层钢筋网检测存在一定程度的缺陷;病害复杂（叠加）处检测图像辨识准确度较差;钢筋网的存在对其上下方病害的检测存在一定的影响;空洞积水的反射特征明显,易于识别;地质雷达（配800 MHz天线）的检测精度约在50 mm范围内,不能完成小尺寸空洞的检测。这为隧道衬砌常见病害的检测识别提供了一定的经验依据,并对隧道衬砌中双层钢筋网内病害和小尺度病害的检测做了初步探讨和研究。     

探地雷达检测沥青混凝土面层厚度质量评定方法的研究

通过探地雷达检测沥青混凝土面层厚度的实例分析,给出了探地雷达检测的质量评定方法。     

探地雷达在公路路基缺陷检测中的应用

分析了探地雷达检测路基缺陷的原理,结合工程实例介绍了探地雷达在公路路基缺陷检测中的应用。     

探地雷达在城市快速路路基路面检测中的应用

通过公路探地雷达无损检测技术,采用雷达图像处理技术的工作方法和技术特点,结合工程实例论述探地雷达技术在城市快速路路基、路面检测中的可行性和优越性。研究最终得到关于路面工程厚度检测以及路基缺陷检测等方面的评定。     

机场道面及其下部地基脱空的测试方法

分析了机场跑道重锤式弯沉仪、探地雷达、面波与映像的测试结果, 判别了机场刚性道面板底部脱空、下部地基沉陷与地基空洞变形, 对比了不同脱空深度和位置下的波谱特点, 研究了基于应力波与电磁波的道面脱空测试方法的有效性与优越性, 并对测试精度进行现场钻芯验证。验证结果表明: 传统重锤式弯沉仪测试数据为道面表层荷载位移, 无法反映跑道道面板底部土基沉陷变形与脱空缺陷; 面波测试深度较大, 采样数据可反映道面板下部地基变形与脱空状态; 映像方法测试道面板底部反射波性状, 可实现对道面板结构层底部脱空的判定; 以上3种测试方法均为间隔采样, 受采样点数目限制, 对跑道整体状态代表性不足, 无法克服由采样点间距导致的评价误差; 探地雷达测试方法可实现连续状态测试, 测试范围覆盖率为100%, 且雷达测试数据与传统测试数据符合率为95%, 并经8样本点钻芯试验验证孔底脱空测试精度为87.5%, 但雷达测试结果对脱空的量化分析不足, 需依托面波测试与映像测试结果对脱空测试结果进行有效验证。     

地质雷达在水泥砼路面脱空检测中的应用

水泥砼路面易发生脱空、唧泥、裂缝等先期病害,导致路面破损,采取适当的方法对道路质量进行定期检测是必要的。地质雷达技术是一种先进的无损检测方法。应用其检测水泥砼路面的脱空可看作是路面厚度检测的延伸,可将路面厚度检测中的成熟经验引用过来。雷达波在板底脱空位置产生强反射,在剖面上十分醒目,容易识别。根据雷达反射波的振幅大小、相位特征,结合钻孔取芯结果,对脱空程度进行了归类,并进行半定量判别。