探地雷达收发天线极化方向变化对其电磁波响应的影响

通过物理模拟实验研究表明,利用探地雷达收发天线极化方向变化对其电磁波响应实验与分析成果,可以检测路面的结构层、路基潜在的问题和隐患,实现无损、高效、低耗检测,采集的数据连续、完整、可靠,探地雷达收发天线极化方向变化对其电磁波响应的影响研究为路基路面病害快速检测与评定奠定了基础。     

水泥混凝土路面板下脱空的路面雷达电磁波模拟

建立了路面雷达电磁波在水泥混凝土路面结构中传播的二维时域有限差分(2D-FDTD)方程,并针对空气耦合式天线雷达进行了水泥混凝土路面板下存在脱空病害的路面雷达电磁波模拟。进一步分析了水泥混凝土板下脱空出现水充空洞及气充空洞两种情况的路面雷达回波特性,本文的研究对路面雷达技术应用于水泥混凝土路面脱空病害检测实施具有重要的理论参考意义。     

雷达探测桥头搭板脱空方法研究

高速公路桥头搭板脱空痛害影响汽车行驶安全,利用地质雷达探测数据,如何提取此类病害信息,是探测研究的关键.采用常规的反射能量的观点来解释脱空病害存在一定难度,而ARMA谱对弱小信号的频谱变化具有较高敏感性,根据雷达波信号穿过脱空区域产生的谱变化和具有时间局部性特征,提出ARMA谱密度期望值的观点和相应的短时窗滚动谱算法,通过对脱空区模型进行数字模拟计算,给出了短时窗口关键参数的选取和脱空区谱密度期望值的响应特征.利用雷达波短时窗谱密度期望值响应参数的变化在许禹高速公路桥梁搭板脱空探测中得到了应用,验证了技术方法的可行性.     

水泥混凝土路面板下脱空的路面雷达电磁波模拟

文章建立了路面雷达电磁波在水泥混凝土路面结构中传播的二维时域有限差分(2D-FDTD)方程,并针对空气耦合式天线雷达进行了水泥混凝土路面板下存在脱空病害的路面雷达电磁波模拟。文章进一步分析了水泥混凝土板下脱空出现水充空洞及气充空洞两种情况的路面雷达回波特性。     

探地雷达在路基病害探测中的正演模拟及瞬时属性分析

在路基病害探测中,探地雷达具有高效、无损、高分辨率的特点。文中基于时域有限差分(FDTD)正演模拟了非充填空洞和充填空洞的雷达信号,利用Hilbert变换提取瞬时相位和瞬时振幅。通过分析路基病害的瞬时相位特征和瞬时振幅特征,可大大提高定位异常的准确性。对模拟雷达信号和实测雷达信号的瞬时振幅和瞬时相位进行综合对比分析,可提高病害识别能力,有效降低多解性。     

探地雷达在路基路面病害检测中亟待解决的问题

由于路基路面异常体病害探地雷达探测中存在的诸多问题,主要针对地下散射波进行讨论,认识了异常"点元"的电磁波响应特征,通过数值模拟和物理模拟结果来揭示电磁波的叠加原理,只有当异常体上的某个"点元"所形成的散射波被位于其正上方的雷达仪器以首波的形式记录时,该记录点所对应的水平位置才是该"点元"所在的实际位置。     

基于RBF神经网络识别路面谱的新方法

路面不平度是车辆行驶中振动的重要激励。为了识别路面不平度的功率谱密度函数(路面谱),提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络识别路面谱的新方法。该方法以7自由度汽车振动模型为基础,以MATLAB软件仿真得到的汽车车身质心垂直加速度谱为神经网络理想输入样本,以GB7031-86建议的路面谱为神经网络理想输出样本,应用RBF神经网络建立汽车车身质心垂直加速度谱和路面谱之间的非线性映射模型。另取一组仿真得到的车身质心垂直加速度谱代入已训练好的网络进行路面谱识别。结果表明:该方法具有较强的抗噪声能力和较理想的识别精度,识别的路面谱与拟合的路面谱吻合一致。     

基于六通道道路模拟机的重型汽车路面激励再现试验

利用INSTBON六通道道路模拟机对三轴式重型汽车进行了路面激励再现研究.介绍了路面激励再现的基本原理,分析了在道路信号采集与处理、试验系统频响特性识别、迭代运算及迭代质量评价等环节遇到的问题.以安徽定远汽车试验场的鱼鳞坑路面为例进行了模拟迭代试验,经过23次迭代后各测点的迭代误差均小于10%,即模拟响应与道路响应的功率谱密度基本吻合,实现了对实际路面激励的模拟.     

考虑粗糙度影响的桥梁损伤识别间接测量方法

基于间接测量技术,采用国际标准化组织建议的功率谱密度函数（PSD）模拟路面粗糙度等实际因素在车桥耦合模型中的影响,提出一种通过检测车辆在桥梁上运行,并利用安装在检测车辆上的传感器所得的动力响应信号来识别梁弯曲刚度,进而进行结构损伤识别的间接测量新方法。考虑到应用该新方法过程中路面粗糙度等实际因素易产生不利影响,提出利用车频及车辆阻尼比相同的2辆检测车位移信号相减的方法来消除路面粗糙度产生的影响。首先通过理论推导对该方法进行理论验证,接着采用数值模拟的方法分别对采用该方法消除路面粗糙度影响的可行性、桥梁损伤位置识别的可行性以及损伤程度识别的可行性进行验证,最后采用该方法进行实桥实测试验。研究结果表明：所提方法可以有效消除路面粗糙度等实际因素对间接测量技术的不利影响,可以有效地识别梁弯曲刚度,进而达到桥梁损伤识别的目的,有助于推动基于动力测试的间接测量技术在桥梁结构损伤识别工作中的实际应用。     

路面不平度重构的AR模型阶数确定方法研究

为了进一步提高对虚拟路面的重构精度,根据路面不平度是实平稳随机过程这一特点,按给定的标准路面不平度功率谱密度建立其相应的时间序列模型—AR模型。以此对路面不平度进行重构并对重构结果作相应的谱分析。通过对重构不平度的功率谱密度与标准功率谱密度之间的相对误差控制来确定AR模型的最优阶数,即当相对误差在某一阶数下取得最小值时,则此阶数就为模型的最优阶数。利用该方法对标准路面进行重构,结果表明,重构的功率谱和不平度均方根值的拟合精度相对传统的阶数确定方法都有较大的提高,从而证明此阶数确定方法的可行性和优越性。     

公路路基截面参数对地震动力响应的影响分析

基于有限元软件,采用D-P材料模拟路基填土,加载汶川地震波,对公路路基路面结构进行弹塑性瞬态动力学分析。分析了不同路基填土高度、路基边坡坡率及路基宽度等参数影响下的路基顶面动力响应。在给定参数的情况下,相比于位移响应而言,路基顶部加速度响应由路基截面尺寸的变化引起的变化幅度较小。     

中粗粒土路基压实度快速测定方法

利用瞬态冲击频谱分析法,研究冲击响应值与不同碎石质量分数的压实度关系以及碎石级配的变化对冲击值的影响。通过水滞频段的应用,消除了含水量对响应值的影响,可以在不检测含水量的情况下测定中粗粒土的压实度,在此基础上确定了动态冲击响应值与中粗粒土的压实度关系。结合中粗粒土的现场工艺特点,对冲击响应影响深度进行评估分析,提出了中粗粒土路基压实度的快速测定方法,并研制了仪器,实现了对中粗粒土路基压实度快速、无损、定量的自动检测。     

瞬态瑞雷波法在检测路基压实度的应用

瑞雷波法是一种原位测试勘探方法,利用其频散性的传播速度与物理力学性质的相关性可解决诸多工程地质问题。文章主要讨论了瑞雷波法的原理、勘探方法,并以漯周界高速公路一段路基为例,对其路基压实度作出了合理评价。实践表明,瑞雷波法在高速公路路基压实度的检测中能取得良好效果。     

火山熔岩区不良地质特征及工程分类

火山喷发的岩浆在地表运动过程中,形成了特有的火山熔岩台地地貌、柱状节理、似层状构造以及地下熔洞、熔岩隧道发育,对高速公路的建设带来很多隐患。通过海南琼北火山熔岩地区的地质调绘,得出了火山熔岩区不良地质表现形式及主要工程特征。基于熔岩区公路路基工程病害成因分析,建立了熔岩不良地质特征的单因素工程分类及综合工程分类,对于路基的稳定性评价和工程处治十分必要。     

湘桂铁路提速地段路基岩溶病害注浆整治试验与施工

以湘桂铁路扩能改造工程柳南段路基岩溶病害为例,根据岩溶发育程度确定其整治方案。利用压(注)水试验、综合物探方法对岩溶路基注浆质量效果进行检测。结果表明,岩溶注浆整治后,地层渗透性大大降低,地层波速大幅度提高,注浆效果明显。     

基于正交设计的滞洪区路堤边坡敏感性研究

以天津市某滞洪区范围内高速公路路堤边坡为例,利用Midas GTS有限元软件模拟计算路堤边坡稳定性,对滞洪区路堤边坡水位变化情况进行逐一计算分析。采用正交设计试验方法分析比较洪水位降幅、水位降速和路堤填土渗透系数等因素对路堤稳定性影响的敏感性,为滞洪区内公路路堤工程提供了有益参考。     

基于Rayleigh波频散特征的路基模量反演成像方法与试验研究

路基动态回弹模量是影响路基路面结构耐久性与稳定性的关键参数之一。为了实现路基动态回弹模量无损检测精细化,基于Rayleigh波在弹性层状体系中的传播特性,揭示了Rayleigh波在基准路基路面结构中的理论频散特征,并通过显式瞬态动力有限元方法对路基路面结构体系中Rayleigh波场响应进行了数值计算,结合频域波数域变换法与相位移法建立了路基路面结构中Rayleigh波频散曲线的联合提取方法。通过将提取的Rayleigh波频散曲线按自适应遗传算法反演的路面各结构层模量值作为已知约束条件,进一步对路基工作区细化分层,以此建立了路基工作区动态回弹模量的反演成像方法。通过在足尺道路试槽内点对点依次进行Rayleigh波、FWD、承载板和弯沉测试,建立了各测试结果之间的相关关系。研究结果表明：Rayleigh波反演的路基动态回弹模量与其他测试方法相应结果的判定系数R²均大于0.85,且反演成像结果能够全面、清晰地反映路基的承载能力与压实质量。研究成果可为路基路面工作特性智能感知方法与技术的发展提供理论参考。     

湿度对青藏公路多年冻土路基稳定性的影响

水是影响冻土路基稳定性的重要因素之一。通过现场调查及测试,分析了青藏公路多年冻土地区路基的主要病害类型及典型路段路基湿度的分布规律,在此基础上分析了湿度对路基病害的影响,研究结果证实:水是造成路基变形的关键因素,土体含水量的增大还会加剧路基变形,进一步影响其稳定性。     

高填方路基增压补强强夯试验研究

结合厦蓉高速(漳州段)改扩建工程,利用现代检测技术(瑞利波),通过对面波检测试验和现场灌砂法试验,得出试验段路基压实度与瑞利波波速成正比关系;基于瑞利波波速与压实度关系,对高填方路基增压补强强夯前后瑞利波波速的检测与分析,提出砾砂类填料高填方路基增压补强强夯有效密实深度修正指标,以此参数对强夯施工质量进行控制.