鐵路車載GPR檢測隧道底部結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究.pdf

1、隧道底部結(jié)構(gòu)作為隧道結(jié)構(gòu)重要組成部分，隧道底部結(jié)構(gòu)的完整性對隧道的整體穩(wěn)定性以及列車行車的安全有重大影響。隨著鐵路線路運(yùn)行時(shí)間的增長以及線路運(yùn)輸任務(wù)的增重，多數(shù)運(yùn)營時(shí)間已久的鐵路隧道底部結(jié)構(gòu)存在著道床、基床翻漿冒泥，隧道道床、基床破損，道床下沉等病害，危害著列車行駛的安全。然而，傳統(tǒng)的病害檢測多通過人工巡檢來完成，地表以下的病害和一些隱蔽性病害人工巡檢檢測不到。因此，為滿足對隧道底部結(jié)構(gòu)的健康普查，快速無損的檢測方式變得十分重要。

2、>　　鐵路車載探地雷達(dá)檢測系統(tǒng)具有檢測速度快、檢測效率高等優(yōu)點(diǎn)。本文基于鐵路車載探地雷達(dá)檢測系統(tǒng)對既有線隧道底部結(jié)構(gòu)進(jìn)行正演數(shù)值模擬和實(shí)際檢測，主要工作如下:
　　1)通過FDTD正演模擬方法對隧道底部結(jié)構(gòu)的層位，以及隧道道床、基床翻漿冒泥;隧道道床、基床破損;隧道整體道床下沉相關(guān)隧道底部病害問題進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究得出:(1)300MHz的空氣耦合天線可清晰分出道砟層、混凝土填充層和仰拱層的層位。(2)300MHz的空氣耦合天線

3、可以檢測到隧道道床、基床的翻漿冒泥;翻漿冒泥的雷達(dá)反射圖形表現(xiàn)為一道向上的倒“V”雙曲線;當(dāng)翻漿冒泥發(fā)生在隧道道床時(shí)，雷達(dá)發(fā)射圖形更明顯，更易識別。(3)300MHz的空氣耦合天線可以檢測到隧道道床、基床的破損;隧道道床、基床破損的雷達(dá)反射圖同相軸混亂，表現(xiàn)為混亂的倒“V”雙曲線;道床的破損比基床的破損更易識別;破損處充填介質(zhì)水時(shí)雷達(dá)圖像更易識別。(4)使用300MHz的空氣耦合天線模擬時(shí)，整體道床下沉的雷達(dá)反射圖能夠清晰地反應(yīng)模型的特

4、征。
　　2)基于西-康和陽-安兩條鐵路線的實(shí)測數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果和設(shè)計(jì)施工、養(yǎng)護(hù)資料，對比研究得出:(1)車載探地雷達(dá)檢測時(shí)，在整條線上雷達(dá)圖譜是連續(xù)的，在隧道進(jìn)出口處隧道內(nèi)外隧道底部結(jié)構(gòu)的雷達(dá)圖譜有明顯的區(qū)別;隧道進(jìn)出口的位置也是路基下沉多發(fā)地段，雷達(dá)圖像可以識別這種不良病害現(xiàn)象。(2)對于仰拱型底部結(jié)構(gòu)的隧道，能夠辨別出道砟層、混凝土填充層和仰拱層的厚度;對于基底型的底部結(jié)構(gòu)隧道，能夠辨別出道砟層和填充層的上表層，可根據(jù)