沉管隧道基础灌砂过程监测及填充状态评价

作     者：徐子瑶 车爱兰 周晗旭 袁刚烈 韩兆龙 XU Ziyao;CHE Ailan;ZHOU Hanxu;YUAN Ganglie;HAN Zhaolong

作者机构：上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海2000240 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2023年第42卷第24期

页      面：204-211页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2018YFC1504504)。 

主　　题：基础灌砂 弹性波监测 状态评价 

摘      要：沉管隧道的沉降主要由荷载、基础充填层等控制,基础充填层的填充状态直接影响沉管隧道的长期服役性能。由于基础充填层施工属于隐蔽工程,目前的砂量控制、压力监测、位移测量及施工后潜水探摸等间接测试方法,无法满足基础层填充效果评估的要求;利用弹性波响应强度与填充层映射关系,结合支持向量机算法,提出了基础灌砂充填状态评价模型;采用弹性波测试技术实时监测广州车陂路沉管隧道基础灌砂过程,对采集的弹性波数据进行时域、频域和时频域的分析,确定影响填充状态的弹性波特征参数;填充过程中灌砂层实时变化,各项特征参数均呈现动态波动的特征;根据砂盘形成机制将基础填充状态定义为砂盘形成、砂盘扩展两个状态,将灌砂总时间前30%采集的弹性波数据样本定义为未灌满状态,将砂盘扩展状态中与管节抬升、压力等监测结果一致的弹性波数据样本定义为灌满状态,开展支持向量机模型训练,模型查准率为87.5%。利用该模型对新修建的管节的砂盘扩散半径进行实时监测,结果表明随着灌砂的进行,砂盘扩展速度在进程前期快速衰减,后期趋于平稳且受到边界条件干涉的砂盘扩展速度比不受干涉的砂盘高23%。该管节工后沉降控制在2.5 cm内,验证了模型的有效性。