双速度法在铁塔基础结构完整性检测中的应用研究

低应变法广泛应用于新建的桩基完整性检测。然而,针对铁塔桩基这种桩顶非自由情况的现役桩基,低应变法已经不能对基础结构的完整性进行准确地判断。在低应变法的基础上,提出了双速度方法,即通过排除次生应力波干扰,解析出只含有桩基信息的上行应力波,从而对桩基的完整性进行判断。主要通过茂名地区输电铁塔桩基的现场测量,对双速度法检测输电铁塔桩基的可靠性进行验证。结果表明:1)上行波可以用于铁塔基础结构的完整性检测; 2)茂名地区港茂甲乙线铁塔基础结构的完整性较好。     

起重机械箱形梁声发射波传播特性仿真与实验研究

声发射检测通过采集材料本身产生的AE信号,实现对结构损伤处AE源的定位及损伤状态评估。正确认识声发射信号波在结构中的传播规律,有助于实现起重机械声发射检测传感器优化布置及对损伤状态的量化判断,特别对于声发射技术应用在起重机械健康监测方面具有积极的意义。     

动测法检测桩承载力和完整性

笔者针对京秦客运通道提速改造工程 ,利用低应变动测法对混凝土灌注桩承载力和桩完整性进行了检测 ;根据低应变动测桩的频率理论 ,考虑波在不同介质中的传播特性 ,推导了频率公式 ;从而得出了低应变动测确定单桩承载力的理论依据。对桩检测方法和判定标准进行了分类 ,对桩的承载力和桩身完整性进行了分析讨论。为低应变动测分析法在工程上的应用积累了经验 ,对该法在工程上的推广应用具有指导意义。     

滑坡涌浪对桩柱冲击压力分布特征及计算方法

桩柱是广泛用于桥梁、码头等涉水建筑物的一种结构。滑坡产生的涌浪作用在桩柱的冲击力对整个涉水建筑物的稳定性及安全性有重要影响。通过物理模型试验,研究滑坡涌浪作用下,桩柱所受冲击力的特征。结合相关数据,提出滑坡涌浪作用下桩柱处动水压强极值的计算公式。试验结果表明,体积涌浪传播至桩柱时,对桩柱产生最大动水压强的极值沿桩柱轴向等值分布,与孤立波对桩柱作用力分布规律类似;而后冲击涌浪产生第二极值,其分布随水深而递减,规律与规则波类似。     

压力脉冲波法天然气管道堵塞检测研究*

为快速检测出天然气管道堵塞位置、长度及堵塞程度,解决天然气输运管道中堵塞定位难题,探讨压力脉冲波法管道堵塞检测的可行性与效果。搭建长220 m的压力脉冲波堵塞检测实验系统,进行多组连续性长堵塞检测实验和水堵检测实验。结果表明:连续性长堵塞检测实验中堵塞前沿反射信号为负压波,堵塞后沿信号为正压波,且波形清晰可辩,其多组实验的堵塞位置、堵塞长度及堵塞率的平均检测误差分别为0.23%,0.75%和2.67%;水堵反射信号清晰可辨但波形复杂,其多组实验的堵塞位置、堵塞长度及堵塞率的平均检测误差分别为0.78%,9.61%和43.28%。实验结果有效地证实了压力脉冲法的可靠性与实用性,并为压力脉冲波法堵塞检测现场应用提供指导。     

穿层爆破中控制孔对裂隙扩展作用机理试验研究

为研究控制孔在穿层爆破中对裂隙扩展的作用机理,在实验室内进行穿层爆破相似模拟试验。研究表明:煤岩体试块上表面产生了贯穿炮孔和控制孔的裂隙,侧面生成了多条不规则的裂隙,试块内部出现了包括沿控制孔方向发展的多个断裂面;炮孔和控制孔连线上产生了较高拉应力,炮孔和控制孔连线方向上拉应变峰值是炮孔45°方向上的拉应变峰值的1.12倍;爆破产生的压缩应力波P和在控制孔处反射生成的反射横波Sr、反射纵波Pr在控制孔附近的煤岩体上产生应力叠加,造成煤岩体损伤,最终形成贯穿裂隙。穿层爆破中控制孔对爆生裂隙的扩展起到导向作用,但由于穿层爆破中煤岩交界面的存在,使得应力波出现复杂的反射、透射、叠加效应,造成煤层内裂隙无序发育,工程现场应予以重视。     

一种新的声发射参数测试仪的标定

工业上应用声发射技术作为工程监测和诊断手段的成功例子要追溯到六十年代初期,首先出现应用于航天航空结构方面。大约在1962年-1963年,美国研制了北极星导弹,导弹的内腔是由增强玻璃纤维复合材料制成。为了评估结构完整性,进行腔内充压的验证试验。在试验中记录到的声发射信号提供了判断结构破坏型式（即纤维破裂或粘结点与层面剪切破坏）的依据。同时,根据取得的声发射数据确定了结构出现裂纹的部位。并在此基础上,发展起来所谓的应力波分析技术（SWAT）。这里“应力波”指的就是声发射。后来,这项技术又推广应用到土星Ⅱ,SL-2等结构上,以判断结构的完整性。     

声发射技术的现状与展望

材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂,以弹性波形式释放出应变能的现象称为声发射。各种材料声发射的频率很宽,从次声频、声频到超声频,所以,声发射也称为应力波发射。一般,声发射信号的强度很弱,人耳不能直接听见,需要借助灵敏的电子仪器才能检测出来。用仪器检测、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射技术。     

应力波在预应力锚杆内传播特性分析与工程应用

针对煤矿锚杆支护的特点,首先从理论上研究应力波在托板处、锚固开始位置、锚固结束位置的反射和透射规律;然后模拟纵波在全长锚固锚杆内传播速度与树脂-围岩粘结刚度之间的关系;最后在锚杆支护实验室进行了预应力锚杆支护实测对比试验。研究结果表明,应力波反射法不仅可以检测锚杆的锚固位置和锚固长度,而且能由锚固体波速间接检测锚杆的锚固力大小。     

水力侵彻煤岩液固非接触区应力波传播特性研究

为探索水力作用下煤岩液固非接触区应力波波动规律,以及岩性、水力参数对应力波传导的影响特征,基于流体力学、损伤力学及流固耦合罚函数算法等,建立了水力侵彻煤岩三维数值模型。研究结果表明:水力侵彻煤岩液固非接触区应力波沿射流径向由非线性波动渐变为弹性波动,应力波波形渐宽,周期增长,振幅减小;波阵面传导速度随距离增加显著降低;应力峰值呈强衰减、缓衰减以及稳定衰减三阶递减趋势;水力侵彻下焦煤内水力诱发应力波的传导速度高于无烟煤,而相同位置处无烟煤的应力峰值要大于焦煤;射流速度与应力峰值具有显著的正相关性,射流速度越大应力波衰减也越为迅速;应力波传播到不同属性分界面会发生明显的反射、透射及绕射现象,应力波穿过分界面时发生了大幅衰减。     

一种新的声发射参数测试仪的标定

一、概述工业上应用声发射技术作为工程监测和诊断手段的成功例子要追溯到六十年代初期,首先出现应用于航天航空结构方面。大约在1962年-1963年,美国研制了北极星导弹,导弹的内腔是由增强玻璃纤维复合材料制成。为了评估结构完整性,进行腔内充压的验证试验。在试验中记录到的声发射信号提供了判断结构破坏型式(即纤维破裂或粘结点与层面剪切破坏)的依据。同时,根据取得的声发射数据确定了结构出现裂纹的部位。并在此基础上,发展起来所谓的应力波分析技术(SWAT)。这里"应力波"指的就是声发射。后来,这项技术又推广应用到土星Ⅱ,SL…     

新型岩体声发射监测仪的研制与应用

1 前言 材料或结构受外力或内力作用产生变形或破坏,以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射。一般声发射信号强度较弱,人耳不能直接听见,需借助灵敏的电子仪器才能检测出来。用仪器检测,分析声发射信号,推断声发射源,评价材料或结构的应力状态的技术称为声发射技术。岩体声发射技术是评价岩体稳定程度,圈定高应力区、预测预报灾害性岩土活动的有效手段。     

气体爆轰波在管道中绕射和反射的实验研究

本文实验研究了氢/氧/氩气体爆轰波在矩形管中900尖角绕射时的传播特性,利用烟迹技术记录了实验现象,运用爆轰波波阵面结构理论和激波绕射及反射理论对实验结果作了分析。结果表明平面气体爆轰波在900尖角绕射时由于横波失去碰撞以及稀疏波作用,稳定三波结构在绕射区发生变化,在反射激波作用下形成热点产生子爆炸,重新在垂直分支管中形成稳定爆轰波。     

煤层深孔控制爆破作用机制研究

为有效应用深孔控制爆破技术防治煤与瓦斯突出等事故,首先利用ANSYS/LS-DYNA软件建立有控制孔和无控制孔2种数值模型,进行煤层爆破数值模拟;其次在实验室建立有控制孔和无控制孔2种物理模型,开展爆破模拟试验;然后通过理论分析爆炸应力波入射控制孔的反射规律,揭示深孔控制爆破控制孔的作用机制。数值模拟、爆破模拟试验和理论分析等研究共同表明:增设的控制孔在煤层深孔控制爆破中将入射的压缩应力波反射为拉伸应力波而产生拉伸作用,有明显的控制导向作用和对其他方向裂隙发育的抑制作用。     

大尺度管道中煤粉爆炸的试验研究

煤粉爆炸传播特性的试验研究对于深入了解和预防矿井煤尘爆炸事故有重要意义。利用自制的长29.6 m,内径199 mm的试验管道,对煤粉-空气混合物爆炸压力波传播过程进行试验研究。采用压电传感器测量压力信号,得到爆炸压力波沿管道传播过程中不同测点处的压力时间历程曲线,探讨煤粉粒度和浓度对其爆炸超压的影响规律。结果表明:煤粉-空气混和物在弱点火条件下能够实现粉尘火焰的形成和传播。煤粉爆炸压力波传播过程中速度为400~430 m/s,峰值超压为68~72 kPa。煤粉爆炸峰值超压随着煤粉粒度的减小而增大,但煤粉粒度对其爆炸峰值超压的影响程度随着浓度的增加将逐渐减弱。     

地下高铁站列车气动荷载特性试验研究

地下高铁站作为相对密闭的空间,在列车高速通过时将产生一系列复杂的气动效应,导致车站内附属结构物的风致振动响应。针对某城际铁路地下车站开展了列车气动荷载特性试验研究,在隧道壁、轨旁砌体墙、站台屏蔽门及结构柱表面布设了风压传感器,对采集的列车风压数据进行分析,试验结果表明：当列车由明线进入隧道时,在列车前部形成压缩波,并以声速传播至前方地下车站形成微气压波,车身通过测点位置时产生“正-负-负-正”的列车风压,并在短时间内发生换向;地下车站微气压波极值远小于列车自身携带的列车风压极值,活塞风井可有效降低进站端砌体墙及站台屏蔽门表面的列车风压;车站出站端结构表面的气动荷载明显大于进站端,正线通过的列车在进入地下高铁站站台区域时形成了新的活塞效应。     

爆炸应力波在层状节理岩体中的传播规律试验研究

为了研究爆炸应力波在岩体中的传播规律,基于相似理论,开展了爆炸应力波在层状节理岩体中衰减的实验研究。研究表明,节理阻碍 应力波的传播且存在各向异性;对于垂直或小角度入射节理的应力波,在垂直方向和纵向的衰减很明显并且幅度较大,在横向衰减不明显;对 于斜入射节理的应力波,横向和垂直方向没有明显的衰减,纵向的衰减很明显并且幅度较大;应力波的合成峰值速度与炮孔密集度之间的关系 密切,当炮孔间距超过一定距离时,实际测得的速度时程为最近药包爆破产生的应力波,并非总药量产生的应力波的叠加。     

水不耦合装药对深孔预裂爆破应力波能量的影响

从理论上探讨了在深孔预裂爆破过程中,水不耦合装药对爆轰冲击波的形成和应力波传播规律的影响,利用Matlab编程求解了冲击波初始参数和沿爆破孔径向方向上传播到爆破孔孔壁处的参数;并根据弹性理论提出并求解了正入射情况下爆破孔孔壁表面上的初始冲击压力。在淮南矿业集团丁集矿进行了水不耦合装药深孔预裂爆破实验,并对实验获得的应力波信号进行归一化频谱分析研究。数值计算和现场实验均表明:通过在煤层中进行深孔预裂爆破实验研究发现,当ξ的值为1.5左右时,爆生应力波在10~50Hz内的分能量最强,同时具有最高的信噪比,这与理论计算结果相吻合。因而,在利用煤层爆破强化增透技术时应将不耦合装药系数设计为1.5左右,同时适当加大爆破药柱的用量,以获得最佳的增透效果。     

基于广义概念的城市燃气管道泄漏精确定位

为了准确地检测城市燃气管道泄漏,提出了一种基于广义概念的管道泄漏检测定位方法。声发射技术对于管道泄漏的检测、定位是一个极好的工具,但由于泄漏源的传播容易受到周围背景噪声以及复杂工况的影响,其定位误差较大。基于时延估计的互相关信号处理方法被广泛用于管道泄漏检测定位,但由于泄漏应力波传播通道的动态特性,使得源信号在传播过程中会产生波形变化,给互相关函数峰值位置的确定带来困难。由此引入广义相关分析方法,通过对信号进行前置滤波,在一定程度上减少了传播通道动态特性因素对泄漏点定位的不利影响,得到了更为准确的时延估值。在此基础上,通过模拟实验,编写Matlab神经网络代码,构造GRNN模型,进一步预测定位。结果表明,GRNN预测的声发射检测值、互相关定位值以及广义相关定位值,相比之前定位精度分别得到提高,其中基于广义相关的延时估计方法定位最为精确,将该方法用于工程实际中,可以更加精确地定位出泄漏点。     

桥梁施工钢管桩围堰变形安全监测系统应用

为确保钢管桩围堰结构施工安全,本文基于工程建设项目实际设计了围堰变形安全智能监测方案,通过在钢管桩围堰上埋设应力传感器进行变形数据采集与分析,可精确采集钢管桩水平位移、竖向位移和轴力变化,及时对钢管桩围堰变形超限进行预警与预控。通过实证,该智能安全监测系统在深基坑施工中具有较好的实用性。