基于声发射多参数耦合的木材裂缝检测方法

为及时了解木材的损伤情况,需对木材进行损伤评价,而木材裂缝深度是评价木材损伤的重要指标之一,其量测方法是一大难点,亟待解决。基于声发射参数(峰值、频率重心、能量)在杉木裂缝中的衰减规律,应用加权平均法对声发射参数进行归一化处理,提出了基于声发射多参数耦合的裂缝深度检测方法。结果表明:声发射峰值、频率重心、能量在木材存在裂缝与无裂缝的交界面会发生突变,且所提的基于声发射多参数耦合的综合指标值在交界面大于设定阈值,能有效检测木材的裂缝深度。

盘形滚刀对TBM破岩效率的影响参数分析及优化设计

为探究盘形滚刀形式对TBM破岩效率的影响,依托福州滨海快线工程项目,利用ABAQUS创建盘形滚刀破岩模型,通过优化单刃滚刀结构参数,分析多滚刀破岩方式对掘进效率的影响。结果表明:刃宽和贯入度对滚刀破岩的影响最大,随着刃宽和贯入度增加,滚刀受到的滚动力、垂直力和破岩体积逐渐增大,并在刃宽20 mm、贯入度10 mm时,达到最佳破岩效果;双滚刀下采用同步破岩的效率要明显高于顺次破岩,其最优刀间距为60 mm;随着四滚刀回转半径增加,滚刀受到的切向力、垂直力和合力均增大,侧向力呈现先增大后减小的趋势,在回转半径350 mm处达到最大。研究成果可为福州滨海快线项目TBM滚刀选型及施工方案优化设计提供依据。

复杂地质条件下浅埋大断面隧道开挖台阶参数优化数值模拟研究

本研究以某典型的软弱围岩隧道为工程依托,在隧道穿越软弱复杂地质环境出现塌方灾害时,通过建立数值模型和现场试验的方式,研究了不同台阶工法开挖穿越上软下硬地层时的隧道变形行为和结构力学特性。研究表明隧道上台阶核心岩体开挖后,拱顶、拱肩及拱腰位置处的沉降变形大约占最终稳定值的67%,中台阶左侧岩体开挖之后,上述三位置处的围岩变形大约占总体的20%,隧道最大沉降变形的产生主要是由于上台阶环形部分围岩以及中台阶左侧部分围岩的非对称开挖引起的;当隧道所穿越地层为上部较为松散的塌方围岩段和下部岩体较为坚硬的基岩段,在上台阶部分开挖扰动后,由于隧道开挖部分围岩分空间分布的不连续性,岩体上“软”层和下“硬”层的变形存在时空差异,导致隧道拱顶沉降迅速增加。

浅埋暗挖隧道围岩受力变形的研究

基于某隧道工程背景,通过数值模拟软件模拟隧道CRD法施工过程,分析隧道浅埋暗挖过程中隧道的变形和支护结构的内力,深入探讨临时支撑曲率半径和钢拱架间距的影响。研究表明,隧道施工过程中,隧道拱顶处围岩竖向位移较大,隧道拱腰处围岩水平位移较大。当开挖左侧导坑中间土体和拆除临时支撑时,拱腰水平位移会显著增大。随着曲率半径的增大,围岩的竖向位移逐渐减小,水平位移逐渐增大,钢拱架的应力逐渐减小,且曲率半径对围岩竖向位移的影响更加显著。围岩竖向位移和水平位移均随着钢拱架间距的增大而增大,钢拱架的变化对拱顶围岩竖向位移的影响更为显著。当钢拱架的间距为1.5 m和2.0 m时,钢拱架可能存在屈服破坏的情况。该隧道工程竖向临时支撑曲率半径为23 m、钢拱架间距为0.5 m,较为合理。

隧道下穿既有桥梁桩基有限元分析及加固方案探讨

针对新建隧道下穿既有桥梁桩基的情况,依托某地铁隧道工程,通过有限元软件建立了隧道-桩基数值分析模型,详细探究了隧道开挖过程中桩基变形分布规律和内力变化情况,并分析了桩-隧距离对桩基的影响。结果表明:选用整体加固和局部加固2种土体加固方式均起到了良好的变形控制效果和应力优化效果,综合经济效益,对隧道和桩基周围土体采用局部加固的方式效果较佳。

风化花岗岩的地质雷达波的频谱特征研究

花岗岩在我国有广阔的分布,对花岗岩的雷达波的研究可以为在花岗岩地区的工程建设施工提供有力的指导意义。通过对某隧道不同风化程度花岗岩进行地质雷达的测试,选取典型的雷达波进行频谱分析,探讨了不同风化程度花岗岩的地质雷达波的频谱特征。结果显示,全风化与强风化花岗岩的频谱能量均比较集中,但强风化花岗岩比全风化的花岗岩的频谱谱峰尖锐,强风化花岗岩的频率幅度主要分布的范围比全风化的要大,主频率亦大,而主频最大幅值变化不大。弱～微风化花岗岩则呈现多峰频谱,能量较分散,主频不突出,且最大幅值要小很多,仅为全风化花岗岩最大幅值的49.5%。根据以上结果,本文为隧道超前地质预报中对花岗岩的风化程度的判别提供参考。

探地雷达检测隧道衬砌的影响因素及应用

作为一种无损检测技术,探地雷达因其高精度的分辨率,快速的检测方法而迅速地在隧道衬砌质量检测中得到了推广。然而由于人员、设备、环境、雷达数据采集、处理及解释等因素的影响,探地雷达隧道衬砌检测的结果往往存在一定程度的误差。分析了采用探地雷达检测隧道衬砌的影响因素,提出了解决方案,并论述了探地雷达对隧道衬砌空洞、型钢支撑及钢筋间距等常见质量问题的检测,为类似的工程检测提供一个实用的参考及借鉴。

基于静载试验的多跨空腹式石拱桥承载能力评估

以一座4×16m空腹式等截面石拱桥为工程背景,对其进行桥梁缺损状况检查评定、桥梁材质状况与状态参数检测评定及桥梁静载试验。基于检查及静载试验结果,通过引入桥梁承载能力检算系数、截面折减系数,建立不考虑拱上结构联合作用的midas有限元模型的方法,建立石拱桥承载能力评估模型对桥梁进行结构分析及承载能力检算。相关结论为该桥桥梁维养及加固改造提供科学依据,且评定过程与方法对于该类桥型的承载能力分析和评定具有一定的参考价值。

既有隧道扩建工程优化CD法施工监控量测分析

针对福州市金鸡山隧道初期支护背后围岩出现不同程度松散,在竖向荷载作用下沉变形大,不利于中隔壁稳定等特点,提出了金鸡山隧道扩建工程采用优化CD工法进行施工,即优化后将临时中隔壁支撑置于既有隧道衬砌混凝土上,同时将原设计弧形中隔壁调整为垂直中隔壁的优化CD法。本文针对该施工方案,进行相应的现场监控量测,并对施工过程中围岩变形演化特点进行深入分析研究。结果验证了该优化CD施工方法的可行性,为施工方法进一步优化提供了参考。

基于多参数耦合和反演初始值修正的混凝土孔洞缺陷超声层析成像方法研究

超声波法与层析成像技术相结合是实现混凝土孔洞缺陷可视化检测的常用方法。针对以单一声参数为超声判据易导致缺陷误判漏判的问题,提出超声波多参数耦合的缺陷综合判别方法;针对以初始波速经验赋值和走时误差均匀分配为特征的层析成像精度不高的问题,提出基于反演初始值修正的图像重建方法。并开展多种孔洞尺寸、孔洞数量工况下的混凝土超声检测试验,检验了改进方法的有效性。结果表明:基于声速-幅值-频率三参数耦合的缺陷综合判别可实现混凝土孔洞缺陷的精准定位,其精度优于单参数或双参数耦合的判别方法;基于反演初始值修正的超声层析成像方法能准确赋值波速迭代初始值并使走时误差分配更符合缺陷分布规律,可准确识别直径5 mm以上的孔洞。