基于模型试验的矿山法地铁隧道支护结构病害检测与识别

为提高矿山法地铁隧道支护结构病害检测与识别的准确性,采用基于时域有限差分的数值模拟方法,建立常见形状空洞、充水空洞、不同填充介质脱空以及钢格栅拱架、H型钢架下空洞模型,模拟探地雷达波在不同病害中的传播规律,并通过青岛地铁3号线探测实例验证。结果表明:空洞病害雷达反射波通常呈双曲线形状,反射信号强,但上三角形空洞图像与其他空洞图像有较大差异,表现为倾斜平行的同相轴特征;当空洞或脱空内部含水时,空洞或脱空下部出现明显反射波;钢结构雷达波反射强烈,会对钢结构下方病害探测产生干扰,在实际探测中,应将初期支护与二次衬砌分开探测。     

地质雷达在桥头搭板脱空注浆检测中的应用研究

在介绍地质雷达原理与方法的基础上,结合实际工程探讨地质雷达在桥头搭板脱空注浆检测中的实际应用意义;首先,注浆前通过地质雷达检测技术对脱空区、相对不密实区、裂隙发育区等病害进行检测;然后,提出注浆方案,施工后对注浆前后的注浆效果进行对比分析。分析结果表明,地质雷达对桥头搭板深层病灶的处治效果检测具有无损,快速,精准度高的独特优点,进一步验证了地质雷达在路面无损检测技术中的有效性和可行性。     

水泥砼路面脱空检测与灌浆治理

随着交通事业的发展,公路路面的病害也逐渐暴露出来。主要针对混凝土路面下出现的板底脱空,提出了采用车载弯沉仪与探地雷达相结合的方法,探测板底脱空部位及板底路基病害,并对混凝土路面板底脱空灌浆处理后的效果进行评价。     

探地雷达对路面板脱空现象检测时的信号分析与处理

基于探地雷达对水泥混凝土路面板探测原理,推导出当路面板下出现脱空时反射波传播发生变化的时差公式。分析路用探地雷达检测时的回波信号,针对由于噪声而出现的各种杂波信号,提出滤波处理方法,保留有用的回波信号。利用小波分析方法,对山东烟台—威海高速公路试验段探地雷达实地检测所得信号进行分析,剔除各种误差,以准确测得脱空厚度。结果表明,采用探地雷达方法具有快速、无损、精度高等优点。     

基于频率参数变化的混凝土路面脱空识别研究

阐述了瞬态冲击响应法用于混凝土面板脱空检测的理论基础和原理,建立了不同脱空状态下的混凝土面板的有限元模型并进行了理论模态分析,依据有限元分析结果,制作了3块设置不同脱空区的混凝土面板,对板施加瞬态冲击力,测得板的振动频率信号,并根据板上测点频率参数的变化将脱空板和无脱空板区分开来。研究结果表明:模型板试验结果和理论分析一致,文中采用的理论和试验方法可有效应用于混凝土路面板的脱空检测。     

桥头搭板脱空加固处治

灌浆法是处治桥头搭板脱空病害的常用方法。以京珠南高速公路高寨中桥桥头搭板脱空病害的加固处治为例,简要介绍竖直灌浆法和水平灌浆法的工艺和主要特点,供同行参考。     

朔黄铁路路基病害地质雷达探测技术研究

以朔黄铁路工程探测实例,介绍了地质雷达探测路基病害的探测方案和方法;结合实测资料,分析了道碴厚度、道碴陷槽、翻浆冒泥、下沉外挤和桥头下沉等病害的雷达信号特征.采用底面加长PVC板的屏蔽天线直接探测,不仅排除了钢轨、枕木等干扰,而且能满足铁路快速、无损检测和不影响正常行车的要求.     

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。     

铰接式桥头搭板空间有限元分析

针对桥头跳车病害,应用Ansys有限元软件,对一种新型的铰接式搭板与普通搭板进行空间有限元计算,分析两类搭板在不同荷载工况和不同地基变形模量下搭板的应力分布和变形情况.结果表明:铰接式搭板可减少由地基沉降带来的桥头跳车及搭板脱空;地基变形模量对搭板变形影响较大,地基变形模量越小的软土地基,铰接式搭板对地基变形的协调能力和对板底拉应力的改善效果越明显.     

基于贝叶斯谱密度法的非线性桥梁结构动力系统模型参数修正

采用贝叶斯概率方法对在不确定输入作用下随机模型的模型参数进行定量化.对系统响应信号运用谱密度识别法进行模型修正.贝叶斯谱密度法运用快速傅里叶变换(FFT)对非线性动力系统结构参数的概率密度函数进行修正,不仅符合系统响应信号的概率分布,同时也适用于非线性系统参数识别.利用贝叶斯谱密度法,对两跨连续梁桥非线性系统结构模型进行修正.     

基于谱剖面技术的路基病害地质雷达探测方法研究

路基病害与地质雷达接收到的频率信号是密切相关的,针对北京市道路路面检测的实际需要,进行了路面下空洞及松散区域等隐伏病害的识别研究。通过总结电磁波在地层中传播的响应,分析了仅从时间剖面上识别路基病害的局限性,提出了对数功率谱分析路基隐伏病害的观点,把时间剖面转换为谱剖面。空洞病害对电磁波的频谱响应具有较高灵敏度,利用对数功率谱算法和高斯窗口函数来计算时间窗口的对数功率谱剖面,提高了对空洞这类隐伏病害的识别能力。经过实际测试证明,利用该技术来分析路基隐伏病害具有良好的效果。     

地质雷达在岩溶陷落柱探测中的应用研究

以某隧道洞底陷落柱为例,通过地质雷达对目标体的探测,分析岩溶陷落柱的雷达波组异常特征,准确地探测出陷落柱的位置、规模和埋深;同时,选取典型的雷达波进行频谱分析,探讨岩溶陷落柱和围岩的雷达波频谱特征。岩溶陷落柱雷达波频谱呈现低频大振幅反射,其主频单一且突出;围岩雷达波呈现弱振幅多峰频谱,主频不突出。岩溶陷落柱和围岩雷达波频谱特征存在的显著差异,可作为识别岩溶陷落柱的重要依据之一。实践结果表明,地质雷达在探测岩溶陷落柱中具有有效性和实用性。     

基于分时复用原理的多通道探地雷达时序控制模块设计及应用

为实现对隧道衬砌空洞和地质病害的无损、高效检测，基于分时复用原理，通过FPGA编程和时序电路设计实现一种瞬态脉冲型多通道探地雷达时序控制模块，并应用于多频多通道隧道病害检测探地雷达系统。该时序控制模块可以产生多路同频等相位差时钟，分时触发各个通道脉冲信号的单次收发，从时间上分离通道间串扰信号和有效雷达回波，实现探地雷达多频段多通道的高效工作。试验测试和实地验证结果表明： 该时序控制模块在脉冲重复频率为500 kHz时，能实现8通道雷达测试系统相邻通道间240 ns左右的触发时差，并在触发时差范围内保证观察时窗内雷达回波信号的稳定性； 同时，该模块也能应用于3频段6通道隧道病害检测探地雷达系统，并在距离介质分界面65 cm时反映出实际隧道预埋病害的深度和尺寸信息。     

挡土墙质量及病害无损检测应用研究

详细介绍挡土墙质量及病害缺陷类型,从电磁波传播理论及其在不同界面上的反射、透射等,论证挡土墙各种质量缺陷及病害地质雷达无损检测的可行性。结合挡土墙无损检测模型,引出地质雷达检测挡土墙质量缺陷及病害的基本原理,并以四川省S302两河口至马桥段震后挡土墙和梁万高速公路2处病害档土墙无损检测为例,总结可行的地质雷达挡土墙质量、病害检测技术及评价办法。     

车辆路面纵向振动信号再现方法研究

基于自回归滑动平均模型(ARMA)的方法,实现了不同车速和路面条件下的随机振动信号的实验室再现。并对某货车的半主动悬架物理模型进行了路面随机振动信号再现和平顺性试验,通过对实际信号和再现信号的统计数据、累积频率分布(CFD)和功率谱密度(PSD)的效果比较,表明其优点是方法简单、准确度高、周期短、费用低。     

雷达与视频融合的交通信息感知技术研究

交通信息感知作为交通信息基础设施最为关键的功能之一，可为交通态势预判、信号控制等交通应用场景提供重要的数据与决策支撑，是践行“交通强国”战略的基石。目前，常用交通信息感知手段主要包括地磁线圈、雷达、视频、红外等，但这些单一的交通信息感知设备普遍存在信息感知不全面、精度不高的问题。本文研究基于雷达与视频融合的交通信息感知技术，将毫米波雷达和视觉传感器两者的检测数据有机融合，从而实现大范围、精准而全面的交通信息感知，以期为交通的智能化、信息化发展奠定基础。     

隧道洞口边坡变形的多阶段递进预测研究

为及时掌握隧道洞口边坡的变形规律,保证隧道进洞过程的安全,采用小波变换剔除变形序列中的误差信息,将原始序列分解为趋势项和误差项序列,并采用PSO-LSSVM模型和ARMA模型分别对趋势项和误差项进行预测,将两者叠加即得到边坡的综合变形预测值,再利用马尔科夫链建立预测误差的修正模型,进一步提高预测精度。对预测模型进行实例分析,结果表明： sym9小波函数、启发式阈值标准、硬阈值选取标准及10层小波分解的去噪效果较优,且通过综合预测,得到边坡变形预测结果的相对误差均值为1.03%,方差值为0.042 6,预测精度和稳定性较高,验证了预测模型的有效性。     

旧沥青路面改扩建工程内部病害无损检测研究

依托茂湛高速改扩建工程,采用三维探地雷达技术和落锤式弯沉仪两种无损检测手段,从路面结构内部隐性病害分布和结构承载力两个角度评估旧路面的内部结构完整性和力学强度。研究发现：三维探地雷达可准确探测旧路内部病害;沥青上面层病害主要为坑槽、纵横向裂缝,中面层病害主要为纵横向裂缝,下面层病害主要为纵横向及网状裂缝;水稳基层病害主要以纵横向及网状裂缝为主;慢车道的结构病害数量与发育程度均比超车道更加严重。从路面结构承载力分析发现：慢车道弯沉值比超车道高约2.5～3.4(0.01 mm);相比设计采用的动态模量,旧路面模量衰减幅度约60%～70%。对典型病害成因与发育规律进行系统分析,并推荐处治方案。     

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。