專利名稱：一種基于波速測定的地鐵隧道管片服役性能檢測方法
技術領域：
本發明適用于地鐵隧道、地下管道等空心管狀結構健康檢測，通過測試波速和彈模來判定結構服役性能，具體涉及一種基于波速測定的地鐵隧道管片服役性能檢測方法。
背景技術：
近年來，我國城市軌道交通建設正處在飛速發展的階段，據住房和城鄉建設部公布的數據，截至2009年，北京、上海等15個城市約有50條軌道交通線路正在建設中，建設規模居世界之首，運營里程達1154km ;到2015年，北京、上海、廣州等22個城市將新建79條軌道交通線路，總投資8820. 03億元，總運營里程2260km，規模將居世界第一。隨著軌道交通的建成與投入運營，作為城市的交通命脈，在100年的設計壽命期內，其結構(包括隧道·和橋梁混凝土結構)的健康服役對于城市正常運轉至關重要，越來越受到社會的廣泛關注。我國城市軌道交通建設發展快但歷史短，人們對結構健康服役問題的嚴重性重視程度不夠。城市軌道交通結構所處的環境敏感，列車運行密度極高，使用條件苛刻，并且結構構件連接處及其構件自身會在施工缺陷、材料劣化等因素長期作用下出現薄弱環節，一旦結構損壞不易或不可更換，因而對城市軌道交通結構健康服役提出了極高的要求。目前投入運營后的城市軌道交通結構健康服役問題已開始顯露。因而對結構的服役狀況進行檢測十分重要，以往所采用的諸如回彈儀等檢測方法僅能對點進行檢測，效率極低，不適用于大型結構的檢測，因而國內外很多學者和技術人員擬將融合土木結構與信息(微電子傳感器、無線自組織傳感器網絡)等學科研發健康監測系統來判斷結構的服役性態。利用傳感器提取振動等信息從中分析結構損傷、結構服役狀況
等信息。因而本測試技術以此背景，采用人工激發脈沖波，利用傳感器組成的網絡采集振動信息分析彈性波在結構中的傳播波速，從而確定結構服役狀況。此發明能檢測兩測點間的整體彈模，從而能確定一定區域內的結構服役狀況，從而可以提高檢測效率。
發明內容
本發明的目的在于提供一種基于波速測定的地鐵隧道管片服役性能檢測方法。本發明提出的基于波速測定的地鐵隧道管片服役性能檢測方法，具體步驟如下 (I)根據設計資料計算隧道結構頻散和響應特性
兩車站之間的區間隧道為一超長線性結構，將其近似等價為一無限延伸的空心管狀結構，根據無限延伸的空間管狀結構的力學特性和薄壁殼體理論，其徑向位移響應《，切線方向位移響應K，縱向位移響應『通過求解下述式(I) 式(3)獲得
，淨U (I-U)淨U (l+u) B2V a# A2 (I-y) d2u d3w (l-u)
2a d&2+ 2 3zd0~V^+W 2a3 302 + "Sr" 2aJ BzdO2
(l-u2)(I-Uj) dJu A
+a-q，一 pa--- = 0
BhB Bi權利要求
1.一種基于波速測定的地鐵隧道管片服役性能檢測方法，其特征在于具體步驟如下 (I)根據設計資料計算隧道結構頻散和響應特性 兩車站之間的區間隧道為一超長線性結構，將其近似等價為一無限延伸的空心管狀結構，根據無限延伸的空間管狀結構的力學特性和薄壁殼體理論，其徑向位移響應《，切線方向位移響應K，縱向位移響應『通過求解下述式(I) 式(3)獲得
全文摘要
本發明涉及一種基于波速測定的地鐵隧道管片服役性能檢測方法，該方法基于薄壁殼體理論對空心管狀結構模態頻散分析的基礎上，確定各種彈性波在管狀結構中的傳播規律和傳播速度。通過有線測試系統或配合物聯網技術，對加速度、速度傳感器進行合理布置，通過特定的力錘等脈沖波激發方式，動態的采集振動信號并經由HHT(Hilbert-Huang變換)等信號后處理方式確定頻相位特征，并由此提取特定彎曲波和壓縮波波速來判斷各測點間結構服役性能。
文檔編號G01N29/07GK102955004SQ20121042470
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日
發明者謝雄耀, 周彪, 王慶國, 馮雷, 劉洪波, 郁宏杰 申請人:同濟大學