公路隧道衬砌背后空洞对围岩压力分布影响的研究

地质雷达检测结果表明,衬砌背后存在空洞是隧道施工质量典型缺陷之一,在缺陷段衬砌易出现开裂。尽管实际施工中对空洞进行了注浆处治,但仍常常发现衬砌裂损病害。在隧道安全评估计算中,当采用荷载结构法时,计算模型仅仅只对空洞处不施加荷载及约束条件,其它条件与没有空洞缺陷部位相同,这种计算结果与现场病害出现部位不符。介绍以数值试验为主要手段,通过地层结构法对不同部位及宽度的空洞衬砌进行分析,以期找出衬砌背后空洞对围岩压力分布影响的规律,对以往荷栽结构计算模型进行修正,为隧道衬砌结构病害评估、处治及养护措施提供理论依据。     

公路工程超声波检测基桩完整性三维成像分析

超声波作为桩身完整性类型判定的动测技术手段,大多数情况下采用跨孔透射与平测综合方法,对于基桩测试参数异常区域的可疑部位,需采用增加声测线或采用扇形扫测、交叉斜测、CT影像技术等进行复测和加密测试,确定缺陷体的位置及空间分布范围。而采用超声波检测基桩完整性三维成像技术可实现基桩缺陷体在深度和水平方向的准确定位。文中基于双声波换能器自发自收功能,通过跨孔透射与平斜测综合方法开展现场基桩完整性三维成像与试验数据的三维解译。结果表明,基桩完整性三维成像技术可对基桩声波速度和低速缺陷体进行三维立体成像,实现基桩完整性类别的客观判定。     

冲击回波法精细探测公路隧道衬砌空洞的模型试验及分析

为研究空洞缺陷尺寸以及监测点和震源点的位置对检测结果的影响,根据冲击回波法的特点,设计并进行一系列空洞直径不同时混凝土板的检测试验,模拟检测公路隧道衬砌的壁后空洞。采用快速傅里叶变换分析振动加速度信号,研究应力波的频域信号特征,以探索冲击回波法探测衬砌空洞的可能性与机制。试验结果表明,冲击回波法在探测衬砌空洞缺陷中显示出较为良好的检测效果,影响检测效果的因素主要包括空洞缺陷直径、测点布置和激振位置等。     

混凝土结构缺陷的红外热成像检测识别技术

根据红外热辐射原理,研发出对混凝土结构主动激励、红外成像采集、红外图像处理分析等设备和系统,并进行了桥梁结构内部空洞病害类等缺陷检测的模型试件试验及公路桥梁实桥试验研究;试验研究表明通过接收来自混凝土表面的热辐射值,可以对其结构内部的缺陷状态作出基本判断。但混凝土结构在无主动激励时,其周围介质的温度差值较小,红外图像不会反映出内部缺陷状态;在对混凝土进行人为主动激励的条件下,结构内部缺陷介质的影响使其产生温度场发生变化,通过自主研发的数字热红外成像仪,采集获得了混凝土表面温度场分布的热像图谱,从而实现混凝土内部缺陷识别判定,不但完成了主动激励的混凝土结构模型试件的试验工作,还成功应用于运营桥梁结构体的缺陷检测工作;采集到桥梁结构表面非常清晰的温度场图谱,实现了对桥梁结构混凝土内部空洞类等缺陷的有效检测和识别。并对内部设有缺陷的模型试件试验及已运营的实桥检测试验对比、分析验证了主动激励红外检测方法的准确性及可靠性,成功攻克了快速检测混凝土内部缺陷病害识别的难题。     

填方路基压实质量的电阻率成像诊断试验

为了更好地诊断路基质量状况,以山区道路建设中常见的土石混填路基为例,制作了路基内存在空洞、不均匀体以及不密实区3种不同病害的路基模型,采用电阻率成像检测法对病害模型进行了诊断测试,并对预设病害区域与电阻率成像诊断结果进行对比分析。结果表明:当路基内存在病害区域时,在路基的电阻率图像中会产生一个电阻率异常变化区域与之对应;预设病害区域的位置与电阻率异常变化区具有良好的对应关系,不同类型病害的电阻率异常变化幅度也不一致;采用电阻率成像诊断方法对路基压实质量进行检测和病害诊断是可行的。     

基于PFC的岩溶空洞稳定性数值模拟分析

利用离散元软件PFC2D对岩溶隧道开挖前后的岩溶空洞进行了数值模拟,接触模型选用平行黏结模型,分析了岩溶空洞分别位于隧道上方、下方、右侧、斜上方45°、斜下方45°工况时由于隧道开挖而引起的地层变形对岩溶空洞稳定性的影响,直观地描述了岩溶空洞失稳破坏现象,分析结果表明:岩溶空洞位于隧道上方和下方时,空洞拱顶首先出现岩土体松动并塌落,拱底岩土体出现松动但在重力和上方塌落土体的作用下未发生移动;位于其他位置时,靠近隧道一侧的空洞围岩变形比远离隧道一侧的空洞围岩变形大;隧道与岩溶空洞间的围岩由于应力集中易产生过大变形和岩土体破坏,对空洞稳定性影响较大。研究岩溶空洞的稳定性及失稳破坏的演变过程,为岩溶隧道的设计和施工提供借鉴与参考。     

海底隧道施工缺陷对衬砌安全性影响研究

根据厦门翔安海底隧道的施工缺陷记录,分析了施工缺陷对衬砌安全性可能造成的影响。采用三维非线性有限单元法,对海底隧道衬砌背后空洞及衬砌厚度不足两种病害进行了数值模拟分析。研究结果表明,不同位置及程度的衬砌背后空洞均会对衬砌整体安全造成影响,拱顶背后空洞不会改变裂缝分布位置,拱腰背后空洞会使衬砌裂缝分布位置发生变化并产生新的裂缝。不同位置及程度的衬砌厚度不足,均只对衬砌厚度不足截面附近位置结构安全产生较大影响;拱顶衬砌厚度不足将会导致拱顶及拱腰产生裂缝,拱腰及边墙衬砌厚度不足不会使衬砌出现新的裂缝。     

超声波法在桥台盖梁混凝土缺陷检测中的应用

公路桥梁混凝土构件由于技术管理和施工控制等原因,会导致混凝土内部出现空洞、不密实等缺陷,这些缺陷会影响桥梁的承载能力和耐久性,影响到桥梁的运营安全。超声波法是混凝土无损检测的主要方法之一,可以用来判定混凝土中的缺陷情况。运用超声波对测法对桥台盖梁混凝土内部缺陷状况进行检测,准确得到异常点内部是否存在空洞,并确定其分布区域和不密实的空间位置。     

几种施工质量缺陷的动力特性分析

当隧道存在施工质量缺陷时,不仅会影响正常使用下的寿命,且在地震作用下极易发生破坏。文中采用ANSYS软件分析隧道存在空洞、初期支护厚度和强度不足、锚杆长度不足等质量缺陷时的动力特性,并对各质量缺陷进行参数敏感性分析,找出最敏感的质量缺陷。结果表明,隧道存在空洞时,会改变隧道的受力特性,使空洞处拉应力较大;当隧道存在锚杆长度不足、初期支护厚度和强度不足缺陷时,对加速度响应虽有影响但影响有限,而对最大主应力响应的影响很明显;初期支护厚度的敏感性最大,在质量控制时要格外注意。     

超声脉冲波法检测混凝土缺陷试验分析

通过超声脉冲波对T梁混凝土进行检测,如某部分混凝土存在空洞,不密实或裂缝等缺陷,破坏了混凝土的整体性,通过该处的超声波与无缺陷混凝土相比较,声时明显偏长,波幅和频率明显降低,从而判断混凝土的缺陷情况。