冲击回波声频法用于铁路隧道衬砌质量检测

研究开发了冲击回波声频法这一新型无损检测方法,通过非接触式拾取冲击弹性波信号和高分辨力频谱分析,大大提高了对衬砌厚度、缺陷等的识别能力.百余座铁路隧道检测的实际应用及与地质雷达法等的对比验证结果表明,冲击回波声频法具有测试精度高、分辨力强、测试效率较高等特点,非常适合于铁路隧道衬砌质量的检测.     

冲击回波法检测混凝土管道灌浆质量的影响因素分析

针对铁路桥梁中预应力混凝土管道灌浆缺陷,在混凝土板布设预应力管道研究影响冲击回波法检测管道缺陷的因素,包括预应力钢筋位置、测试断面、缺陷程度、管道材质。采用数值模拟和现场试验结合的方法对影响因素进行了分析。结果表明:普通钢筋以及预应力钢筋所处位置对缺陷检测结果影响不大;波纹管的材质、测试断面、缺陷程度对检测结果有较大影响。     

基于冲击回波法识别无砟轨道混凝土结构中的蜂窝伤损深度研究

为了研究高速铁路无砟轨道混凝土结构相继出现不同程度的伤损问题,借助于有限元软件ANSYS LSDYNA 3D数值模拟冲击回波,研究应力波在轨道板中的传播速度和传播规律,采用冲击回波法识别轨道板中蜂窝伤损的深度。研究结果表明:应力波在蜂窝伤损和砂浆界面发生反射,在频谱图中形成不同峰值,通过频谱伤损定位原理可以确定出轨道板中蜂窝伤损的具体深度。     

铁路隧道衬砌缺陷检测中地质雷达法和冲击回波法的联合应用研究

铁路隧道衬砌质量关系到列车的行车安全,一直受到各方的高度重视。目前,主要依靠地质雷达法,部分辅以人工敲击的方法(打声法)进行检测,但其固有技术缺陷也日趋显著,急需引入新的方法。本文在比较地质雷达法和冲击回波法对缺陷的理论识别能力的基础上,结合隧道衬砌质量巡检对2种方法的检测效果进行了对比和验证,说明地质雷达法和冲击回波法在隧道衬砌质量检测中联合应用效果显著,值得推广。此外,简要介绍了冲击声频回波法,该方法兼有打声法和冲击回波法的优点,应用前景广阔。     

冲击回波法识别盾构隧道中不同刚度注浆层的数值模拟研究

针对盾构中管片与围岩之间的注浆层刚度过低产生地层沉降和岩体坍塌等一系列安全问题,探究一种可靠便捷的冲击回波无损检测方法来检测识别注浆层刚度缺陷。利用大型有限元软件MSC.MARC,对不同注浆层刚度SGS(管片-注浆-围岩)模型的冲击瞬态过程进行有限元模型瞬态响应模拟,得到不同工况下冲击响应的时程曲线。并通过FFT变换,分析不同刚度注浆层条件下冲击响应的频谱特征。研究结果表明:采用冲击回波法识别盾构中不同刚度注浆层的方法是可行的。该模型能够较准确地模拟出应力波在SGS模型中的传递及其特征,并与理论公式相吻合,且不同刚度注浆层条件表现出了不同的频谱特征,为以后利用冲击回波法识别低刚度注浆层提供了理论参考。     

活性粉末混凝土动静弹性模量试验研究

为获得活性粉末混凝土(RPC)的弹性模量随强度等级和钢纤维掺量的变化规律,并确定超声脉冲法和冲击回波法所测动弹性模量与其静弹性模量之间的定量关系,制作RPC试件24组,分别采用超声脉冲法、冲击回波法和静力法测定了各组试件的强度或弹性模量。基于试验结果,建立了RPC静弹性模量与立方体抗压强度及动弹性模量间的统计关系。结果表明:RPC钢纤维掺量对其抗压强度、弹性模量以及波速的影响较小,相应影响可以忽略;RPC静弹性模量随抗压强度等级的提高而增大;超声脉冲法表观波速约为冲击回波法的1.06倍,但两种方法所确定的动弹性模量相近,静弹性模量约为动弹性模量的0.9,呈现良好的线性关系;抗压强度相近时,RPC的弹性模量介于普通钢纤维混凝土和高强混凝土之间。     

渭河特大桥真空辅助压浆施工技术

介绍真空辅助压浆工作原理和优点,以及压浆准备工作、工艺流程、压浆要求和注意事项。通过渭河特大桥现浇箱梁工程实践表明,真空辅助压浆与普通压浆相比,可显著提高孔道压浆的密实度,保证梁体预应力管道内预应力钢柬不被锈蚀。真空辅助压浆施工技术的应用,提高了结构的安全性和使用年限。建议在后张法箱梁施工中,推广使用真空辅助压浆施工技术。     

钢管混凝土脱空无损检测方法试验研究

为了比较现有检测方法对钢管混凝土脱空缺陷的检测精度,制作3种壁厚的钢管混凝土试件,设置5种尺寸的脱空缺陷,采用超声波、冲击弹性波和红外热像3种方法对试件的脱空缺陷进行检测.结果表明,根据脱空区与密实区超声波波速绝对差和相对差均可定性判断脱空厚度,波速相对差超过15％可作为脱空5 mm以上缺陷的判定标准;根据弹性波法的波...     

波速静力触探在铁路勘察中的应用研究

研究目的:岩土的剪切波速测试是地震动力性质评价的重要内容,常采用地质钻孔法,在孔中安置激震源或检波器来进行波速测试。为解决钻孔剪切波测试中检波器贴壁性不佳、需钻机配合工序复杂等问题,本文采用在静力触探探头上部加设地震检波器,在触探过程的同时进行波速测试的联合测试方法,在天津某铁路勘察项目开展波速静力触探应用研究工作。研究结论:(1)波速静力触探与钻孔剪切波测试相比,具有检波器和孔壁土体的耦合性更好、测量姿态更稳定、测试成果理论上更准确、测试效率更高等优点;(2)为对比测试流程和优化测试工艺,保障静探和波速测试同步进行互不干扰,分别设计了边触边测和触后再测两套试验方案,经实践,推荐采用触后再测试验方案;(3)静探波速与钻孔波速成果相比较,前者在时深曲线上垂直时间稍短,在等效剪切波速计算上稍大;(4)本文成果可应用于铁路勘察领域,对场地波速测试具有借鉴和参考作用。     

低负温压浆材料在连续梁冬施中的应用

低负温压浆材料在哈大铁路桥梁工程中应用过,但工程中预应力管道不长.如在混凝土长管道连续梁冬期施工中应用,还需采用试验的方法,确定不同气温范围内低负温压浆材料的参数,以及低负温压浆材料在连续梁长管道压浆冬期施工中的施工工艺.施工实践表明,采用低负温管道压浆材料可以显著降低施工成本.     

采用冲击回波法检测CRTSⅢ型板式无砟轨道离缝的研究

为解决CRTSⅢ型板式无砟轨道板底与自密实混凝土层界面离缝缺陷检测精度要求高、检测难度大的问题,设计建造了等比例CRTSⅢ型板式无砟轨道模型,采用冲击回波法进行无砟轨道板底离缝检测,分析了离缝检测的最佳条件和缺陷的判识方法。研究结果表明:冲击回波法能有效检测CRTSⅢ型板式无砟轨道板底离缝,离缝检测的最佳时期为自密实混凝土终凝后,可通过频率-振幅谱、卓越频率强度反射图综合判识离缝缺陷。     

锚索孔道压浆体的非稳态腐蚀性能研究

基于Fick定律,建立氯离子在压浆体保护层径向的扩散方程,推导锚索孔道压浆体中氯离子的等效扩散系数计算式,揭示氯离子等效扩散系数、锚索钢绞线的腐蚀时间与压浆体保护层厚度之间的数学关系;采用外加电场梯度进行加速腐蚀试验,并根据试验数据计算等效扩散系数的数值,比较不同配方压浆体的抗腐蚀性能。结果表明:在腐蚀诱导期,压浆体保护层中的氯离子等效扩散系数随压浆体保护层厚度的增大而减小,腐蚀时间与压浆体保护层的厚度呈幂函数变化关系;在腐蚀发展期,氯离子的扩散从非稳态扩散逐渐趋于稳态扩散,等效扩散系数也逐渐减小并趋于稳定值,锚索钢绞线的腐蚀过程也同时由非稳态逐渐过渡到稳态;在诱导期和发展期,掺有高性能压浆剂的水泥压浆体中锚索钢绞线的腐蚀时间分别约为纯水泥压浆体的1.5倍和4倍,因此采用适宜的压浆剂能够成倍提高压浆体的抗腐蚀性能。     

无损检测在机车车辆工艺上的应用(四)超声波检测

1超声波探伤的原理 超声波检测可以分为超声波探伤和超声测厚及超声测晶粒度、测应力等。在超声波探伤中，有根据缺陷的回波和底面的回波来进行判断的脉冲反射法；有根据缺陷的阴影来判断缺陷情况的穿透法；还有由被检物产生驻波来判断缺陷情况或者判断板厚的共振法。目前用得最多的方法是脉冲反射法。     

冲击回波法检测预应力孔道灌浆质量技术研究

介绍了冲击回波法的基本原理,以及其在预应力孔道灌浆质量检测方面的应用.利用冲击回波法对某桥横向预应力孔道灌浆质量进行现场检测,检测结果与工程实际情况相符合,可见冲击回波法可用于预应力孔道灌浆质量检测,并且能清晰地判别出无预应力孔道(放样异常)、有预应力孔道填充密实、有预应力孔道填充不密实等预应力孔道灌浆质量情况.     

车轮电磁超声探伤技术及自适应滤波算法研究

对电磁超声技术(EMAT)及车轮踏面探伤原理进行介绍,并给出回波定位及缺陷判断的方法。针对检测过程中所产生的噪声信号,提出采用变步长、归一化的最小均方自适应滤波(NLMS)算法来解决。通过将输入信号进行适当延迟获得参考信号,将其与输入信号叠加,进而用于过滤探伤中产生的噪声信号。从处理结果来看,该方法应用前景良好。     

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。     

车轴压装部相控阵超声波探伤的各向异性扩散去噪改进算法

为了在铁路车轴相控阵超声波自动探伤中有效去除车轴压装部轮轴接触界面回波的干扰,结合车轴压装部裂纹的周向连续性远高于轴向连续性这一固有特征,选取超声波声束沿周向扫查(B扫)方式对车轴压装部进行超声波检测,然后对原始超声波检测信号进行数字信号处理,得到车轴压装部的B扫图;基于B扫图中界面回波与缺陷回波不同的连续性及不同的聚集特征,提出使用局部区域对比度作为聚集特征的表征参数,并将该参数作为各向异性扩散函数的一个参量,对传统的各向异性扩散去噪算法进行改进,建立基于区域对比度的自适应各向异性扩散改进算法。试验和实车的验证结果表明:与传统算法相比,采用改进算法得到的峰值信噪比和对比噪声比分别提高5.2和7.8dB,在不漏判的情况下误判率下降了18%。     

铁路路基挡土墙质量无损检测的研究

本论文提出使用地震波速法和地质雷达法检测路基挡土墙的强度和几何尺寸,是一种快速、简便、无损、有效的检测方法.此方法通过测定某些适当的物理量(如弹性波速度、电磁波速度等),并通过这些物理量与浆砌片石相关性,确定墙体的尺寸、强度等性能.本论文的主要内容有地震波速法检测挡墙强度原理的研究,地质雷达法检测墙体几何尺寸的原理的研究,挡墙材料强度与波速的相关关系的室内试验研究,现场挡墙检测和评价.本论文的研究有效地解决了在墙体开孔、开槽取样验证对墙体有破坏性的问题,可快速准确地找出路基挡墙的隐患.对确保行车安全有十分重要的作用,具有显著的经济和社会效益.     

瞬态瑞利波法在检验地基加固效果中的应用研究

瞬态瑞利波法是一种有效的无损检测方法。采用瞬态瑞利波法测试地基处理或路基加固前后的波速变化,检验其处理效果,现场测试分析了多种工况的加固效果,如软土地基采用浆喷桩和粉喷桩方法,湿陷性黄土地基采用强夯、挤密桩和柱锤扩孔桩等方法,既有线过渡段路基采用注浆和挤密桩方法。研究结果表明,瞬态瑞利波法可有效实现加固效果的整体质量无损检测。     

基于冲击回波法的混凝土-围岩缺陷检测与信号处理研究

喷射混凝土?围岩(Concrete-Rock,CR)结构的界面黏结缺陷隐蔽性强,缺乏具体有效的质量评价方法.鉴于冲击回波法的传统信号分析方法难以准确识别此类分层结构内部缺陷情况,设计不同接触质量、不同厚度的CR试件,进行冲击回波试验.对回波信号进行频域分析和时频域分析,并对回波信号进行小波包分解,计算小波包相对能量特征值作为支持向量机的输入向量,对不同缺陷进行识别.研究结果表明,CR结构的频域结果中存在多峰值现象,而时频分析综合了时间与频率信息,可获得较好效果,基于小波包相对能量的机器分类可识别缺陷特征,识别率在80％以上.