道路路基脱空病害雷达波场数值模拟与瞬时属性分析

针对道路路基脱空病害的快速识别,采用时间域有限差分法进行病害的雷达波长数值模拟,模拟了脱空病害不同大小、长度、位置及填充的差异,并通过图像增益和复信号分析技术提取雷达波场的振幅、相位和频率等瞬时属性特征,分析了不同脱空地质的雷达波场响应特征。研究结果表明:根据路基脱空病害的地质雷达瞬时振幅图像和单道波归一化幅值可推算出脱空病害上界面信息和脱空区域介质类型;根据充气脱空病害和充水脱空病害瞬时相位图像特征,可判断出路基结构层间信息和脱空病害区域和边界位置;根据充水脱空病害和充气脱空病害瞬时频率图像,可判断出高频和低频电磁波存在位置。此外,根据充水脱空病害单道波瞬时频率图,可得到正向电磁波存在位置,并作为脱空病害下界面位置判断依据。研究成果可为道路病害的智能识别和快速判识提供理论依据。

考虑道路层间脱空病害的地聚合物注浆材料性能研究

道路层间脱空病害形态相对扁平,注浆修复后的固结体容易受折,因此需着重改善注浆材料的韧性和抗折性能,但目前缺乏一种针对病害特征的注浆修复材料。本文以矿渣、粉煤灰为主要原料,通过加入醋酸乙烯-乙烯共聚物可再分散性乳胶粉(简称VAE胶粉)改善地聚合物注浆材料脆性弱点,提高材料抗折强度,在使用NaOH调节模数后的水玻璃激发下进行地聚合反应,研发了地聚合物注浆材料,探究了VAE胶粉掺量等因素对注浆材料性能的影响。试验结果表明,地聚合物注浆材料综合性能最佳的配合比为矿渣粉掺量40%、粉煤灰掺量60%、VAE胶粉外掺2%、引气剂外掺0.1%、UEA膨胀剂外掺2%、水玻璃掺量25%、水玻璃模数1.6、水胶比0.35。研发的地聚合物注浆材料抗折强度提高了10.8%,脆性降低了17.4%,适用于道路层间脱空病害的修复。该研究对于推动道路隐蔽病害修复技术的发展、保障道路长期运营安全稳定具有一定的促进作用。

基于桥梁支座脱空病害的AIS定位系统设计研究

传统的云计算诊断方法无法对桥梁支座病害做出精准判断,导致无法精准诊断出桥梁支座脱空病害位置。基于此,文章提出设计一种基于桥梁支座脱空病害的身份自动识别(Automatic Identification System,AIS)定位系统,该方法利用AIS定位系统,采用数据挖掘技术获得AIS数据作为支撑,结合桥梁支座病害诊断算法,帮助工作人员精准判断桥梁支座脱空病害位置,从而实现桥梁支座荷载作用下的动力响应及对桥梁支座的病害定量。经过实验验证,所提技术与预设的实际值相比,最大误差为0.2,最小误差为0,比云计算诊断技术的分析结果更精确,表明该技术具有较高的灵敏度,能准确地识别桥梁支座病害。

钢箱梁桥支座脱空病害处治探讨

以某钢箱梁桥工程为例,依据桥梁运行状况及对其桥面、支座标高、支座脱空等的检测结果,发现14#墩和17#台支座脱空病害日益严重,在分析支座脱空危害及产生原因的基础上,提出两种支座脱空处理方案,并对两种方案实施对支座反力及梁体竖向位移的影响进行量化分析和比较,最终推荐方案二(施加配重+支座垫板高度调整)作为该钢箱梁桥支座脱空病害的处治方案,处治效果良好。

机场混凝土道面脱空病害处治方法研究

通过对机场混凝土道面脱空形成机理及成因的分析,提出利用压浆技术对道面脱空进行处理,并对其技术的操作程序和工艺流程进行了介绍。工程实例验证表明,道面板板角压浆处治后其弯沉值大大降低,脱空病害得到了消除。

探究沥青路面结构层脱空病害养护技术

新使时期背景下,随着我国车辆的不断增加,沥青混凝土路面结构受到车辆荷载以及环境因素的影响下就会出现各种脱空问题导致运行质量下降。因此在该项工作养护开展时,需要综合实际探寻出高速公路路面混凝土脱空病害成因分析,并且合理的选择养护方案以提高整体的里面路用性能。

高速公路路面结构脱空病害处理措施探讨

高速公路经过长时间运营会出现病害问题。结合具体的高速公路养护工程实例,简要探讨路面结构脱空病害处理方案,并详细介绍施工的具体过程,希望能对类似工程起到借鉴作用。

机场混凝土道面脱空病害处治方法研究

本文通过对机场混凝土道面脱空形成的内在原理进行介绍和分析,有针对性地提出利用压浆技术对脱空问题进行解决的方案,并且对整个过程的一些重要内容和细节进行介绍,希望通过本文的介绍,能够帮助更多相关从业人员在未来面临机场混凝土道面出现脱空病害时,能够有更好的解决选择,达到提升我国机场混凝土道面施工建设效果和使用寿命的目的。

基于极限梯度提升和探地雷达时频特征的水泥路面脱空识别

针对探地雷达(GPR)数据解译依赖于人工经验,存在费时费力和主观偏差的问题,提出了基于极限梯度提升(XGBoost)和GPR时频特征的水泥路面脱空识别方法。采用正演模拟、室内试验和现场试验获得了脱空病害数据源,建立含有标签的脱空GPR数据集;通过重采样方法统一GPR数据采样频率,并对预处理后的GPR数据进行时频域特征提取,建立了包含18个时域和12个频域特征的数据集。以时频域特征为输入,是否存在脱空病害为输出,采用XGBoost算法构建脱空识别模型,并与随机森林(RF)和人工神经网络(ANN)算法进行对比。结果表明,模型的识别准确率排序为XGBoost(98.10%)>ANN(95.10%)>RF(93.17%),XGBoost模型识别精度最高,并能在实际路面上准确定位脱空区域。

水泥路面脱空区域GPR信号的时频域分析

水泥路面脱空是导致路面板块断裂的主要因素,若能及早确定脱空区域的范围,则可为水泥路面结构安全性的力学分析提供依据。以水泥路面脱空病害为研究对象,采用正演模拟方法研究了不同脱空形状以及不同填充物质对GPR(探地雷达)响应信号的影响;采用编程软件设计了探地雷达(GPR)信号处理模块,使用连续小波变换(CWT)提取脱空区域的信号特征,对病害区域进行了3D重构;并将上述方法在构建的室内脱空模型上进行了验证。结果表明,设计的后处理软件可实现GPR信号的后处理功能,为正演和反演数据的信号分析提供有效工具;经过CWT处理后的脱空与正常路面的GPR信号在时频域差异明显,CWT图谱能量集中区域可表征脱空的深度和范围,CWT结果还可用于3D可视化分析,为解译脱空区域范围以及判断是否含水提供参考,这为GPR信号解译提供了新的处理手段。

纵连板式轨道脱空对行车安全可靠性的影响分析

结构脱空是我国高速铁路纵连板式无砟轨道中典型结构病害之一,其存在严重影响了无砟轨道结构的长期服役性能,实现结构脱空病害的定量化评价与管理对线路养修作业具有显著的工程实践价值。采用轮轨耦合动力学和蒙特卡洛混叠建模的方法,根据轮轨系统安全性评价指标,建立了纵连板式无砟轨道服役可靠性方程。其次,针对所建立方程无法显示化求解问题,采用蒙特卡洛法进行轮轨系统可靠度的求解;针对轮轨耦合动力学模型求解时间长的问题,采用长短时记忆神经网络代理模型方法对轮轨非线性映射关系进行表达。最后,提出了纵连板式无砟轨道服役可靠性求解的混合模型,对板端及板中脱空损伤状态下纵连板式无砟轨道服役可靠性分别进行计算。研究结果表明:长短时记忆神经网络代理模型方法可以有效地实现轮轨关系的映射,轮轨动力学计算效率提升27倍。利用长短时记忆神经网络代理模型和蒙特卡洛的混合计算方法对于无砟轨道服役可靠性的求解是可行的。板端脱空病害对脱轨系数可靠性指标影响较板中脱空显著,轨道板端全部脱空对服役可靠性危害性最大,存在结构失稳的风险。建议将结构可靠度指标作为无砟轨道状态管理的指标之一。

地铁隧道管片背后脱空及渗水病害检测方法

地铁隧道管片背后的脱空和渗水病害严重威胁地铁的施工和运营安全。针对目前探地雷达技术在管片背后病害检测中仍然存在检测精度低、属性难以划分的问题,开展管片后的脱空和渗水病害检测方法研究。首先,通过搭建多组正演模型,分析管片背后脱空和渗水病害的雷达波反射特征,提出将核匹配追踪算法用于病害识别,提高检测精度;然后,根据回波的波组形态、振幅和相位特性、吸收衰减特性等方面特征,建立地铁隧道管片背后病害属性划分标准,可实现不同种类病害的分级以指导施工修复;最后,对厦门地铁2号线进行探测试验,结果表明:该检测方法可有效实现地铁隧道管片背后病害的快速检测,4条测线共检测出异常区域23处。该方法可为地铁隧道施工及运营安全提供一种有效的检测手段。

高速公路路面结构脱空病害养护技术

结合实际,对高速公路路面结构脱空病害养护技术进行讨论。先是对高速公路路面脱空的病害成因进行分析,其次在提出路面脱空病害机理的同时,分析了路面脱空病害养护技术实践要点。希望分析后,可以给此类工程提供借鉴。

衬砌脱空雷达波数值模拟与定量解释

地质雷达是隧道衬砌脱空病害检测主要方法,常规探测理论是以菲涅尔带半径为最终空间分辨率,小于该半径的脱空不能识别,而大于该半径的脱空在定量解释上也存在困难。针对隧道脱空检测常用900 MHz天线,采用时域有限差分对不同脱空量的模型进行雷达波数字模拟计算,并合成雷达记录剖面。在分析脱空区域顶、底反射叠加波形特征及振幅变化的基础上,给出不同脱空量模型的波形双峰极值点幅度变化规律,提出基于极值点振幅比反演脱空量的解释策略,并给出反演结果的拟合算法。该策略不仅为脱空区脱空量分析提供一条途经,同时为地质雷达在脱空定量解释方面提供有效的技术手段。

不同脱空模式下隧道结构安全状态分析

结合范家沟隧道工程,基于荷载-结构法平面计算分析模型,设置不同脱空范围及不同脱空模式,分析衬砌脱空对在役隧道结构安全性的影响规律。研究结果表明:脱空的影响主要集中在空洞范围内及其邻近位置处,脱空的范围越大,影响的范围也越大;衬砌不同位置对脱空的敏感性表现为:拱腰>拱顶>脱空邻近处,且拱腰邻近处>拱顶邻近处,较之拱顶脱空的情况,拱腰处出现脱空时对结构更为不利;特征位置安全系数与结构最小安全系数随脱空范围的增大均表现为先增大后急剧减小,正弯矩处轻度的脱空可以有效改善隧道结构的受力形态,而重度脱空将使结构承载性能大幅降低。根据计算与统计结果,划分脱空病害等级,并界定相应的处治措施。同时讨论人为在结构正弯矩处设置轻度脱空的可行性,并初步提出设置方案。

基于空耦超声导波的无砟轨道CA砂浆脱空检测方法

CA砂浆层是板式无砟轨道的重要结构之一,其服役状态劣化而产生的离缝、脱空等结构性病害严重影响高速列车的行车安全。通过建立无砟轨道超声导波有限元模型,分析多种工况下CA砂浆脱空的超声导波特征模态;针对脱空病害引起的超声导波模态混迭问题,采用时间反转聚焦方法进行CA砂浆脱空特征模态识别,利用时域特征模态比较和损伤指数对病害识别效果进行验证。研究结果表明:空耦超声导波方法可以有效地识别板式无砟轨道的CA砂浆脱空病害,通过时间反转方法可以有效地提取CA砂浆脱空特征模态。建议采用超声导波方法对无砟轨道的破损、裂缝等病害进行检测。

地下管道脱空渗漏高聚物注浆抬升修复与数值分析

采用高聚物注浆抬升修复地下管道脱空渗漏,该非开挖修复技术具有施工速度快、造价低、基本不影响道路交通和周围环境等优点。借助工程实例,分别建立了地下管道脱空与高聚物注浆修复后的三维数值分析模型,对比计算了高聚物注浆修复前后,在静力荷载和地震荷载作用下管道的受力和变形特性,并且计算了高聚物注浆时对管道受力的影响。高聚物注浆修复后管道更加安全稳定、高聚物注浆非开挖修复技术对地下管道沉降与脱空渗漏治理起到了很好的效果。

声效法在刚性路面脱空检测中的应用

根据声效法对刚性路面的作用原理,开发了板底脱空连续检测仪。现场检测证明,该检测仪能准确找到脱空病害的位置,全面评估刚性路面脱空严重程度,从而为刚性路面的脱空病害治理提供理论依据。

桥梁桩基脱空应急抢险综合处治技术研究

受河水长期冲刷腐蚀等因素的影响,严重时导致桥梁桩基脱空。针对桩柱式桥梁桩基脱空病害,该文提出了桥梁桩基脱空应急抢险综合处治技术,集成了定型化灌注模具、分区外包钢套筒等关键技术。通过在脱空层缺陷位置剩余支撑混凝土附近安装支垫钢板支撑,采用脱空层定型化灌注模具灌注自流平微膨胀混凝土,然后在桩基脱空区域附近外包钢套筒并灌注自密实混凝土。研究成果有助于提高桥梁桩基脱空病害处治效率,修复效果良好。

探地雷达正演模拟在隧道衬砌病害检测中的应用研究

为了研究探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)方法在隧道衬砌病害检测中的应用,利用GprMax和MATLAB软件平台,采用时域有限差分(Finite Difference Time Domain, FDTD)方法分别对素混凝土、不同间距的双层钢筋混凝土结构下方存在的典型脱空病害进行正演模拟,得到了衬砌病害的典型GPR图谱特征,并结合2个工程实例对隧道衬砌GPR检测数据进行分析。结果表明:探地雷达正演模拟得到的衬砌病害图谱特征可为实际衬砌病害的客观判读和正确解译提供指导,能准确圈定实测衬砌内部存在脱空病害的埋深和分布范围。