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。     

DSUC型双护盾TBM小净距段掘进技术研究

西镇站~青岛站区间TBM掘进隧道开挖线净距逐渐变小,左右线隧道开挖线净距由6 m逐渐减小,左右线出洞处隧道开挖线净距最小为0.56 m。右线TBM隧道先行掘进施工,待左线TBM掘进时,左线TBM撑靴需要的顶推力会对右线隧道洞壁产生较大反力,将会对小净距隧道先行掘进隧道管片及周边围岩产生较大影响。通过合理控制掘进技术参数,采取对先行洞安装可移动式台车支撑体系和管片背后注浆等措施,对先行隧道管片及周边围岩进行加固,同时加强对先行隧道管片及可移动式台车支撑体系监控量测,确保左线TBM掘进顺利通过了小净距段。     

基于时效性的舰船无线传感器网络修复方法

本文针对舰船无线传感器网络运行过程中因节点失效而产生多个覆盖空洞以及节点发生故障前所收集到的舰船航行数据丢失问题,提出一种基于时效性覆盖空洞修复(Timeliness Coverage Hole Repair, TCHR)算法。首先,基于备选移动节点的可持续最大移动时间,得到可选移动节点ID序列。然后,以可选移动节点总修复时间最小化为准则构造出目标函数。最后,构建时间代价矩阵,并基于匈牙利算法求得最优分配方案。所提算法能避免舰船航行数据丢失并选派合适的移动节点至相应的覆盖空洞处,从而完成舰船网络中多覆盖空洞及时修复的任务。仿真结果表明了所提算法的可行性与有效性。     

围岩空洞对重载铁路隧道动力稳定性的影响

以浩吉铁路万荣隧道为研究对象,基于围岩拱部空洞的各类参数(长度、高度、分布范围),对隧道动力响应特性、隧道衬砌应力等进行研究。在分析列车动力荷载的施加机理与施加方法的基础上,建立车辆-轨道-隧道动力有限元模型,计算在列车荷载的作用下,不同的空洞参数对隧道位移、加速度、衬砌主应力等方面的影响。研究表明,空洞加剧了隧道各部位的振动响应,其中拱顶的动力响应变化最大,空洞高度从0增大到20 cm时,拱顶的位移峰值增大了近3倍,而仰拱部位位移最小;空洞也改变了衬砌混凝土的受力状态(由受压变为受拉),这对于混凝土材料极为不利;随着空洞范围的不断增大,动力荷载对拱顶的影响加剧,拱顶的加速度峰值由无空洞状态的1.62 m/s^-2增加到3.49 m/s^-2,此时结构已处于不稳定状态。     

海屯高速公路熔岩空洞地基稳定性二级模糊综合评判方法应用研究

以海屯高速公路为工程背景,结合该地区熔岩空洞地基的主要特点,提取该类型地基的稳定性影响因素,得到了符合海屯高速熔岩空洞地基特点的影响因素关系集及各级权重影响因素权重集,并以K9＋680~K9＋800填方路基处一通道型空洞为例,系统介绍了运用二级模糊综合评判方法对该区域空洞地基进行稳定性评价的一般步骤,可将本方法进一步推广,以期为海屯高速公路熔岩地区高速公路建设提供指导。     

火山岩熔空洞地区高等级公路建设现状与展望

针对火山岩熔空洞地区公路建设相关研究成果,总结了火山岩熔空洞地区的形成过程及其物理、力学性质和工程特点,分析了火山岩熔空洞地区易产生的路基病害。在此基础之上,对该地区的公路建设进行了展望。     

长春地铁土压平衡盾构掘进超前加固技术

长春地铁一号线某盾构区间在富水的砂砾地层掘进,由于地层中的空洞等缺陷,加大了地面沉降超限的风险,为有效控制地面沉降,采用地面超前注浆的技术措施,使盾构顺利通过风险地段,取得了良好的施工效果。     

基于探地雷达的隧道衬砌空洞高精度正演识别研究

隧道衬砌空洞易引发衬砌破坏、渗漏水等工程问题,但因衬砌内部金属(如钢筋、钢拱架)对雷达波的屏蔽作用,会增加雷达剖面的复杂性,进而影响检测效果。依托MATLAB软件平台,采用高阶时域有限差分法分别对400 MHz天线和900 MHz天线时隧道衬砌矩形空洞和三角形空洞进行正演模拟。结果表明:高阶时域有限差分法能高精度模拟雷达波在衬砌中的传播特性,展示衬砌中钢筋、空洞、工字钢的反射波、绕射波的能量、振幅、相位特征;900 MHz天线可分辨出长度在0.3 m及以上的界面,远高于400MHz天线的检测精度,但检测界面相对于真实界面小。     

背后空洞引起高速铁路隧道衬砌裂缝形态的FEM对比分析

衬砌背后空洞和衬砌开裂是威胁高速铁路隧道行车安全的最主要问题。高速铁路隧道衬砌背后空洞不仅是威胁隧道结构安全的重要因素,更是造成衬砌结构开裂最主要的原因。通过基于虚拟裂缝模型的扩展有限元方法(XFEM)和基于弥散裂缝模型的常规有限元分析方法(CFEM)的地层结构模型,对高速铁路隧道衬砌拱肩背后一定范围内空洞引起的衬砌开裂形态进行数值模拟分析,开裂形态表现为拱肩背后空洞近拱顶边缘的二次衬砌内侧开裂,同时初期支护环向贯通开裂。研究表明,扩展有限元法能较好地描述衬砌开裂的走向、长度等开裂形态以及扩展规律等,而ANSYS中的SOLID65单元能实现对衬砌背后空洞引起衬砌开裂范围的定性描述,两者之间相互补充和相互验证能较为准确地描述衬砌开裂的几何信息,进而有助于衬砌结构开裂应力场分析。     

路基下空洞的有限元动力模拟与分析

根据有限元动力分析原理,采用Fortran90编程对路基下空洞模型在动荷载作用下进行了数值模拟,对模型中空洞大小、位置、埋深的不同及作用力位置的偏移等因素对PFWD时程曲线的影响进行了分析,得出了不同工况下的影响情况,为判断和反演空洞的大小、位置、埋深等提供了技术依据。