含缺陷高铁隧道衬砌探地雷达检测模型试验

作     者：刘杰 张千里 杜翠 刘子瑜 LIU Jie;ZHANG Qianli;DU Cui;LIU Ziyu

作者机构：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司高速铁路轨道技术国家重点实验室北京100081 华中科技大学网络空间安全学院湖北武汉430074 

基　　金：国家自然科学基金高铁联合基金资助项目(U1434211) 中国铁路总公司科技研究开发计划课题(P2018G002) 

出 版 物：《中国铁道科学》 (China Railway Science)

年 卷 期：2021年第42卷第5期

页      码：103-111页

摘      要：依托银西高铁某隧道建立含缺陷高铁隧道衬砌模型,采用900和400 MHz探地雷达天线分别进行检测试验,在分析雷达剖面缺陷表现形式的基础上,总结缺陷处波形特征和频谱特征;提出1种利用点状物体反射双曲线确定雷达波零线位置并反演雷达波传播速度,进而计算隧道衬砌厚度的方法;通过在模型中对应位置钻孔取芯,验证采用雷达波波形特征和频谱特征识别隧道衬砌缺陷的准确性和衬砌厚度计算方法的精度。结果表明:雷达波波形特征和频谱特征可用于辅助识别衬砌缺陷类型,2种天线对衬砌中空洞缺陷和钢筋分布的探测效果良好,能探测到面积不足0.1 m2的空洞;计算8处设计缺陷的衬砌厚度,最大相对误差4.11%,平均相对误差1.53%,衬砌厚度计算方法具有较高的精度;目标体埋藏深度对检测结果的影响远大于目标体规模,如探测埋深较大的目标体,需提高设备的发射功率或降低天线的中心频率;缺陷检出率与缺陷规模、测线密度等因素相关,可通过增加测线数量来提高缺陷检出率。

主 题 词：高铁隧道 衬砌缺陷 衬砌厚度 无损检测 探地雷达 模型试验 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0802[工学-机械学] 0814[工学-地质类] 0801[工学-力学类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-4632.2021.05.12

馆 藏 号：203104999...