衬砌脱空雷达波数值模拟与定量解释

地质雷达是隧道衬砌脱空病害检测主要方法,常规探测理论是以菲涅尔带半径为最终空间分辨率,小于该半径的脱空不能识别,而大于该半径的脱空在定量解释上也存在困难。针对隧道脱空检测常用900 MHz天线,采用时域有限差分对不同脱空量的模型进行雷达波数字模拟计算,并合成雷达记录剖面。在分析脱空区域顶、底反射叠加波形特征及振幅变化的基础上,给出不同脱空量模型的波形双峰极值点幅度变化规律,提出基于极值点振幅比反演脱空量的解释策略,并给出反演结果的拟合算法。该策略不仅为脱空区脱空量分析提供一条途经,同时为地质雷达在脱空定量解释方面提供有效的技术手段。     

探地雷达在隧道衬砌空洞检测的正演模拟应用研究

按照时域有限差分解麦克斯韦偏微分方程的思路,通过基于时域有限差分的数值模拟方法,利用Matlab语言,编制了隧道衬砌空洞的二维正演程序,正演探地雷达波形在隧道衬砌空洞中的传播规律,分析了探地雷达在探测隧道衬砌空洞的有效性以及衬砌空洞的雷达波反射特征。正演模拟结果表明:衬砌空洞雷达反射信号强,且呈现多次反射特征,通常呈现双曲线特征,振幅强,频率低,在空洞下部仍有强反射界面信号,上下界面两组信号时程差较大。借助于实例,将模拟结果与实际检测结果进行了对比分析,取得了良好的效果,说明数值模拟是探地雷达波形识别的一种有效手段,因而,可以采用该方法对隧道结构衬砌背后的空洞病害进行有效检测,以指导隧道的安全评估。     

铁路隧道整体式衬砌地质雷达检测模拟试验研究

根据我国铁路隧道模筑混凝土整体式衬砌结构,足尺寸施做整体式衬砌试件模型,并设置衬砌背后空洞、回填不密实等典型工况,进行地质雷达检测模拟试验。试验结果表明:地质雷达扫描图能反映各种预先设置的衬砌背后空洞、回填不密实等衬砌异常情况;并出现强反射区、同相轴连续等典型特征;衬砌及衬砌背后回填不密实厚度在准确测定各介质层相对介电常数条件下,能够进行定量分析,检测精度可达±4cm;衬砌背后空洞厚度则可通过其与反射波振幅比的线性关系计算。模拟试验结果可为实际工程地质雷达检测结果定性、定量解释提供参考。     

地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中的应用

地质雷达作为一种高分辨率和高准确率、并且快速高效的探测技术而得到迅速推广和应用。本文要介绍地质雷达检测方法的基本原理、方法、参数设置以及在铁路隧道衬砌检测应用中遇到的不同波形加以分析阐述，确信该方法对及早消除隧道病害起着重要作用。     

地质雷达检测铁路隧道衬砌质量的效果验证

地质雷达作为一种无损检测设备,以其准确、高效等优点在铁路工程地质探查、质量检测等方面得到广泛应用.特别是在隧道衬砌检测方面,可以快速可靠地判定衬砌厚度、衬砌背后空洞以及钢筋、初支钢架分布情况,对准确评价隧道施工质量,提高隧道施工技术水平发挥着巨大作用.本文简述了地质雷达的工作原理以及在现场检测中参数设置应注意的问题,并结合检测实例验证了地质雷达在铁路隧道衬砌质量检测中良好的应用效果.     

地质雷达在铁路隧道衬砌检测中的应用

以地质雷达法检测铁路隧道初期支护和二次村砌质量,通过分析电磁波在各种介质中的传播,采分析混凝土质量,钢筋、钢架排布情况以及二村和初支内是否有空洞,达到控制施工工程质量的目的,已发现问题及时整改,不给运营留隐患。     

高铁运营隧道衬砌质量地质雷达检测技术

高铁运营隧道的衬砌质量检测具有时间紧、任务重、影响因素多、协同难度大等突出特点.针对高铁的特点和要求,在多条线路检测经验的基础上,系统总结了运营隧道衬砌质量的检测方法和流程,包括基础资料收集、实际测线布置、雷达天线频率和参数选取、现场测量工作、检测数据分析与判释等,给出了常见病害的特征雷达剖面和现场验证图像,对及时有效地探测和确诊隧道衬砌病害具有重要的参考意义.     

地质雷达在广西铁路隧道衬砌质量检测中的应用

地质雷达检测具有快速、无损、高精度等优点,是近年来发展较为迅速、效果较为显著的方法之一。本文介绍了地质雷达的检测原理、现场检测注意事项和数据处理方法;结合地质雷达在广西铁路隧道衬砌质量检测中的工程实例,分析了隧道的典型雷达波形图像,表明了地质雷达在广西铁路隧道衬砌质量检测中具有良好的应用效果。     

地质雷达检测技术在隧道衬砌质量检测中的应用

结合渝怀线施工实际,针对隧道衬砌施工质量难以控制的现状,利用不同介质之间的介电常数差异,应用地质雷达检测衬砌质量缺陷的类型以及空间形态,提出了有效的治理方法。     

影响地质雷达在隧道衬砌检测中准确性的因素及分析

地质雷达作为隧道衬砌质量检测的主要方法,具有分辨率高、检测速度快、无损且检测结果直观等优点。主要研究影响地质雷达在隧道衬砌检测中准确性的因素,提高地质雷达检测结果的准确性。     

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用及探讨

地质雷达广泛应用于工程勘察领域的各个方面,并在铁路隧道衬砌质量检测中起到了很好的效果。本文从地质雷达基本原理入手,探讨施工过程中各种隧道衬砌缺陷的形成机制,分析相应的地质雷达图像特征,用以指导各类隧道衬砌病害缺陷的判识。     

地震作用下隧道衬砌背后空洞影响机制研究

研究目的:由于隧道衬砌背后空洞的存在对隧道抗震影响很大,本文以高烈度地震区的敦煌-格尔木铁路阔克萨隧道为研究背景,研究隧道衬砌背后空洞位置、空洞大小、围岩级别和隧道埋深等因素对隧道结构的地震动力响应规律及影响机制,并提出合理的加固方案,确保地震作用下隧道运营安全。研究结论:(1)空洞的存在降低了衬砌结构的变形性能和抗震特性;(2)对空洞隧道拱顶最大主应力影响最敏感的因素是围岩级别,其后依次为空洞环向大小、空洞位置、空洞径向大小和空洞轴向大小,而隧道埋深则是最不敏感的因素;(3)回填注浆加固方案可降低隧道衬砌的拉应力,改善衬砌的内力和应力分布,回填注浆+套拱加固方案要比回填注浆+锚杆方案作用效果好,回填注浆+锚杆+套拱组合加固方案抗震效果最佳;(4)本研究成果对隧道衬砌背后存在空洞时在地震作用下的空洞影响机制和加固方案选取具有一定的指导意义。     

隧道衬砌病害探地雷达三维正演模拟及工程验证

从Maxwell旋度方程出发,通过引入复介电常数和复磁导率,推导导电介质UPML吸收边界在考虑和不考虑磁损耗情况下各区的电场和磁场分量的时域差分公式。通过选取各区不同的匹配参数,建立模型区与UPML吸收边界电场和磁场分量的统一离散差分公式。用MATLAB语言编制基于UPML吸收边界的图像可视化的探地雷达三维正演模拟程序。正演模拟衬砌内方形空洞三维地电模型,揭示方形空洞在不同显示剖面上的图谱特征。单剖面的响应特征类似"平锅盖形",z方向切片图定出空洞的形状;反射界面呈强负相反射异常,在立体剖视图中,空洞角点位置产生了2个交叉的双曲线绕射波。将该方法应用于现场隧道衬砌质量的检测,并开孔验证。结果表明:不密实区反射界面多且不规则,同相轴错断、零乱、不连续的较强反射能量团块状异常;在z方向切片图上能清楚反映隧道衬砌密实程度,并且判译直观、准确。     

地质雷达技术在隧道底部混凝土质量检测中的应用

隧底病害严重影响铁路的安全运营,由于施工等原因,隧道底部填充混凝土达不到设计要求,是形成病害的原因之一.因填充混凝土组成成分复杂,隧道底部病害检测一直是隧道工程检测中的难题.结合工程实例,总结了地质雷达技术在隧道底部质量检测中表现出的特点和解释方法,以及地质雷达技术在该领域的优势和局限性.     

隧道衬砌混凝土养护工艺研究

养护的温度、湿度、时间是保证混凝土养护质量的关键,及时有效的养护是提高隧道衬砌混凝土强度和耐久性的必要手段。隧道衬砌混凝土的养护应在拆模后立即实施,才能保证混凝土质量。以强度作为养护效果的评价标准,从养护效果的优劣上讲,标准养护>洒水养护(人工)>喷雾养护>喷淋养护>养护剂养护>半自然养护。推荐喷雾养护(非雾炮车)和喷淋养护作为隧道衬砌养护的主要手段。采用喷淋养护时会造成混凝土表面强度的降低,当采用回弹法作为主要手段进行检测时应引起注意。隧道拱顶布管自动喷淋养护、隧道拱顶布管双流体养护、喷雾养护系统等几种新型养护工艺有其科学合理性,值得推广应用。     

隧道质量无损检测中雷达波形分析与探讨

通过对不同衬砌类型下的衬砌密实性、拱架的特征波形做进一步地梳理和深入探讨,分析不同衬砌工况下空洞、拱架对应的主要判定特征;对衬砌结构划分类别,并对衬砌密实性、拱架的判定特征在不同衬砌工况下多条隧道雷达波形差异性进行分析和对比,总结出不同衬砌工况下的共性。在隧道二次衬砌内无钢筋布设时,空洞和拱架之间存在影响,但可以判定;在隧道二次衬砌内存在钢筋布设时,钢筋对背后的脱空和拱架具有屏蔽作用,影响雷达图像的判释。     

铁路隧道衬砌健康状况模糊评价研究

研究目的:铁路隧道建在地下岩土介质中,属于半隐蔽工程,其衬砌病害状况受外界的隐蔽因素影响较大,具体病害情况难以确定。本文根据铁路维护人员对隧道衬砌病害现象的调查,利用改进的模糊层次分析法进行定权,并对多级模糊评价算法进行改进,建立一种适合铁路维护人员的铁路隧道衬砌健康评价模型,找出其主要病害及各种病害的影响程度。研究结论:该研究能定量地评价出铁路隧道衬砌的健康状况,能客观地分析出最主要的病害影响因素及各个病害的影响程度。工程应用表明,此方法对同类工程有借鉴意义。     

铁路隧道衬砌目标可靠指标研究

研究目的:现行铁路隧道设计规范中概率极限状态法的适用范围局限于单线铁路隧道的整体式衬砌,而我国铁路隧道的现状是双线及大跨隧道越来越多,复合式衬砌已经广泛使用,因此现行规范中的概率极限状态法无法满足隧道工程设计需要。为拓展概率极限状态法在铁路隧道设计中的适用范围,便于开展国际交流,有必要开展铁路隧道概率极限状态设计方法研究,而结构目标可靠指标是应用概率极限状态的前提和基础。研究结论:研究表明:(1)现行铁路隧道复合式衬砌通用参考图可靠性水平较高,对于钢筋混凝土衬砌、素混凝土衬砌抗压及素混凝土衬砌抗裂三种极限状态下,其对应的可靠指标均值分别为4.27、13.71和7.48;(2)国内相近规范中在结构安全等级为二级的情况下,对于延性破坏状态其目标可靠指标变化范围为3.2~4.2,对于脆性破坏状态其目标可靠指标变化范围为3.7~4.7;(3)北欧国家的目标可靠指标不区分混凝土的延性破坏或脆性破坏,在结构安全等级为二级时,北欧国家规定设计目标可靠指标取4.26,而英国的CIRIA标准规定设计目标可靠指标取值3.71;(4)综合考虑参考图校准及国内外调研结果,提出我国铁路隧道衬砌承载能力极限状态目标可靠指标,对于延性破坏和脆性破坏两种情况:当安全等级为二级时,其对应的目标可靠指标分别为4.2和4.7,当安全等级为一级或三级时,对应的目标可靠指标分别提高或降低0.5;(5)本研究成果已经成功应用于《铁路隧道极限状态法暂行规范》。     

聚丙烯纤维网湿喷混凝土隧道衬砌的应用研究

针对传统喷射混凝土用于隧道衬砌存在的质量离散性大、抗拉强度低、密实性和耐久性差等问题,研究采用在混凝土中掺入聚丙烯纤维网的解决方案。通过对不同掺量的聚丙烯纤维网混凝土试件进行实验分析,结果表明,在混凝土中掺入体积掺量为0.1%~0.2%的聚丙烯纤维网,可使抗拉强度提高50%以上,抗渗性能提高55.6%以上。在宝兰铁路东巨寺沟隧道直接喷射聚丙烯纤维网混凝土,并对喷层厚度测量和外观质量观察表明,喷层厚度均匀,表面平整;3个分段试件的强度值离散性小,平均抗压强度分别为43.2,44.3,44.2MPa,平均抗折强度分别为5.7,5.9,5.9 MPa。聚丙烯纤维网混凝土既可用于隧道开挖后的支护,又能用于隧道的永久衬砌。