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铁路隧道复合式衬砌地质雷达检测模拟试验研究

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岩土工程学报 2012年第6期34卷 1159-1165页

作者：杨艳青贺少辉齐法琳刘建瑞江波北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中国铁道科学研究院基础设施检测研究所北京100081

针对铁路隧道复合式衬砌存在的复杂病害,按足尺寸施做复合式衬砌试件模型,进行地质雷达检测模拟试验研究。模拟试验结果表明:地质雷达扫描图中能够反映各种预先设置的衬砌背后空洞、回填不密实等衬砌异常情况,并且具有强反射区、同相轴... 详细信息

针对铁路隧道复合式衬砌存在的复杂病害,按足尺寸施做复合式衬砌试件模型,进行地质雷达检测模拟试验研究。模拟试验结果表明:地质雷达扫描图中能够反映各种预先设置的衬砌背后空洞、回填不密实等衬砌异常情况,并且具有强反射区、同相轴连续等特征;二次衬砌厚度检测精度与衬砌相对介电常数密切相关,在准确测定相对介电常数的条件下,衬砌厚度能够定量分析,精度可达±4 cm;相对介电常数宜取多个标定点的平均值,并宜对素混凝土衬砌和钢筋混凝土衬砌分别测定。模拟试验结果对实际工程地质雷达检测及其结果分析具有一定的参考价值。

关键词：铁路隧道工程检测模拟试验复合式衬砌地质雷达

速度300 km/h列车振动荷载下隧道衬砌加速度响应规律分析

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铁道学报 2020年第6期42卷 112-120页

作者：田甜黎国清齐法琳董军中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 北京建筑大学工程结构与新材料北京市高等学校工程研究中心北京100044

通过现场试验和有限元数值模型计算的方式,对衬砌在速度300 km/h列车荷载作用下的加速度响应规律进行了研究,经过高速铁路隧道现场衬砌振动测试和数值模型计算结果对比,验证了衬砌动力计算模型的正确性和可靠性;振动荷载在衬砌拱圈中的... 详细信息

通过现场试验和有限元数值模型计算的方式,对衬砌在速度300 km/h列车荷载作用下的加速度响应规律进行了研究,经过高速铁路隧道现场衬砌振动测试和数值模型计算结果对比,验证了衬砌动力计算模型的正确性和可靠性;振动荷载在衬砌拱圈中的竖向振动加速度由墙角向拱顶呈下降趋势,拱圈横向振动加速度则呈现由墙角到拱顶先下降后增大的趋势,横向和竖向加速度的绝对值在接近列车侧均明显大于远离列车侧;证实了动车组列车轮对二阶固有频率对隧道衬砌拱圈振动加速度响应频率有较大影响;拟合得到了速度300 km/h列车作用下隧道衬砌拱圈横向和竖向振动响应加速度传递经验的三角函数公式。研究结果可为后续隧道衬砌在列车荷载作用下振动响应机制的研究提供参考。

关键词：列车动载衬砌拱圈动力响应现场试验数值模拟

铁路隧道衬砌地质雷达非接触检测模拟试验研究

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岩石力学与工程学报 2011年第9期30卷 1761-1771页

作者：杨艳青贺少辉齐法琳江波北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中国铁道科学研究院基础设施检测研究所北京100081

通过对铁路隧道整体式衬砌试件进行地质雷达非接触式检测模拟试验,研究不同检测距离(地质雷达天线底面距衬砌试件表面的距离)对地质雷达扫描图图像质量及检测精度的影响。试验结果表明:(1)在检测距离为10,20 cm的条件下,采用400 MHz地... 详细信息

通过对铁路隧道整体式衬砌试件进行地质雷达非接触式检测模拟试验,研究不同检测距离(地质雷达天线底面距衬砌试件表面的距离)对地质雷达扫描图图像质量及检测精度的影响。试验结果表明:(1)在检测距离为10,20 cm的条件下,采用400 MHz地耦屏蔽天线能够对隧道整体式衬砌进行地质雷达非接触式检测。(2)随着检测距离增大,所获得的地质雷达扫描图图像质量降低,需对地质雷达反射波采取数字滤波、调整增益系数等处理措施才能够达到满意的效果;地质雷达图像质量与仪器设备有一定关系,在实际工程中,检测前应先通过试验验证合理的检测距离。(3)在地质雷达扫描图中,可识别试验设计方案中预设的各种工况类型,而且衬砌背后回填不密实、空洞等的位置和范围都与天线密贴衬砌情况基本一致,满足地质雷达扫描图定性解释的要求。(4)衬砌厚度检测结果的误差随检测距离的加大而增大,但是除极少数测点误差较大外,其他测点的误差范围是接近天线密贴衬砌情况的,能够保证衬砌厚度检测值的准确性;通过对非接触式检测结果进行修正,可使其达到接触式检测的效果;衬砌背后回填不密实层和空洞厚度检测值的误差范围与天线密贴衬砌的情况一致。本文研究成果将对开发车载地质雷达检测系统,以及实际工程中地质雷达非接触式检测技术的应用具有一定的实用价值。

关键词：隧道工程地质雷达衬砌非接触式检测模拟试验

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高原冻土隧道地质雷达法检测分析

铁道建筑 2014年第5期54卷 63-65页

作者：江波齐法琳中国铁道科学研究院基础设施检测研究所北京100081 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

隧道结构处于地下水渗流场、应力场、温度场和湿度场等多场并存、十分复杂的环境中,若再经过周期性的反复冻融,更易出现不同程度的病害。本文对高原高寒环境下的昆仑山隧道衬砌进行地质雷达检测,分析了隧道的衬砌厚度和衬砌背后的密实... 详细信息

隧道结构处于地下水渗流场、应力场、温度场和湿度场等多场并存、十分复杂的环境中,若再经过周期性的反复冻融,更易出现不同程度的病害。本文对高原高寒环境下的昆仑山隧道衬砌进行地质雷达检测,分析了隧道的衬砌厚度和衬砌背后的密实情况。检测结果表明:昆仑山隧道拱腰以上,尤其是拱顶部位,病害数量较多,病害等级亦较高,应对这些部位重点监测,对病害极严重区段要进行注浆加固处理。地质雷达在高原恶劣环境下也能取得较好检测效果,可为加固修复病害提供可靠依据。

关键词：高原铁路冻土隧道地质雷达

不同时速列车振动荷载下衬砌拱圈振动响应传递规律

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工程力学 2018年第5期35卷 143-151页

作者：田甜雷洋齐法琳黎国清中国铁道科学研究院北京100081 中国铁道科学研究院基础设施检测研究所北京100081

通过高速铁路隧道衬砌振动响应的现场试验,发现隧道衬砌拱圈在列车荷载作用下,其振动加速度幅值随车速的增大而增大,且拱圈横向振动与竖向振动呈现不同的传递规律。文中开展理论分析与仿真计算,建立ABAQUS有限元平面模型,采用动力隐式... 详细信息

通过高速铁路隧道衬砌振动响应的现场试验,发现隧道衬砌拱圈在列车荷载作用下,其振动加速度幅值随车速的增大而增大,且拱圈横向振动与竖向振动呈现不同的传递规律。文中开展理论分析与仿真计算,建立ABAQUS有限元平面模型,采用动力隐式算法对不同车速列车荷载作用下的隧道衬砌拱圈振动响应问题进行了理论分析,得出以下结果:有限元数值计算结果与实测结果基本吻合,可用作对实际测量数据的补充与预测;隧道振动响应随列车速度的增加而呈现增大趋势;不同车速引起的衬砌振动加速度响应传递规律一致;不同车速引起的衬砌竖向振动加速度幅值在拱顶位置较小,且随列车时速增大而变化不明显;衬砌拱顶横向振动明显随列车速度的增大而增大,但不同车速引起的衬砌横向振动在隧道圆心水平位置(即0°与180°)随列车时速变化不明显,且振动幅值较低;拟合了不同时速列车引起的隧道衬砌横向与竖向振动加速度的经验公式。

关键词：不同列车荷载衬砌拱圈振动响应现场试验数值模拟

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环氧沥青铺装对钢桥面板受力影响试验研究

工程力学 2020年第10期37卷 145-154页

作者：王石磊齐法琳柯在田高岩中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081

某悬索桥钢箱梁采用正交异性钢桥面板,运行数年后钢桥面板构件连接部位出现了4种疲劳裂纹,为考察新换环氧沥青混凝土铺装对疲劳敏感部位受力影响,建立了有限元模型,开展了长达6年的现场试验,试验涵盖原铺装、铺装铲除、新铺装三种状态,... 详细信息

某悬索桥钢箱梁采用正交异性钢桥面板,运行数年后钢桥面板构件连接部位出现了4种疲劳裂纹,为考察新换环氧沥青混凝土铺装对疲劳敏感部位受力影响,建立了有限元模型,开展了长达6年的现场试验,试验涵盖原铺装、铺装铲除、新铺装三种状态,测试了疲劳敏感部位的受力及构件变形规律,开展了考虑温度影响的疲劳寿命改善效果分析研究。结果表明:6年试验期内环氧沥青混凝土铺装与钢桥面板组合受力处于稳定状态,在低温环境下,疲劳敏感部位1~4应力改善效果分别为80%、14%、32%、46%;4个疲劳敏感部位应力与温度线性关联,线性速率分别为-4.00、0.64、1.89、1.91;将实测应力统一至年均温度后,新铺装对部位1疲劳寿命相对改善较大,约提高了2.95倍,对部位4疲劳寿命改善次之,约提高1.64倍,对于部位2、3疲劳寿命改善效果不明显,高温环境下部位2、3开裂可能性仍较大。

关键词：正交异性钢桥面板环氧沥青混凝土铺装试验温度疲劳寿命分析

运营铁路隧道衬砌安全性模糊模式识别评价方法研究

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岩石力学与工程学报 2014年第A02期33卷 3903-3910页

作者：杨艳青高永涛贺少辉齐法琳北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中国铁道科学研究院基础设施检测研究所北京100081

运营铁路隧道衬砌安全性评定存在诸多定性和定量指标,且这些指标具有不确定性、模糊性和复杂性。为获得较为合理的评定结果,运用模糊数学理论,提出运营铁路隧道衬砌安全性模糊模式识别评价方法。该方法将44个单因素指标划分为4个结构层... 详细信息

运营铁路隧道衬砌安全性评定存在诸多定性和定量指标,且这些指标具有不确定性、模糊性和复杂性。为获得较为合理的评定结果,运用模糊数学理论,提出运营铁路隧道衬砌安全性模糊模式识别评价方法。该方法将44个单因素指标划分为4个结构层次,将多层次关系的指标、参数有机地结合起来,较好地处理定性评价指标和定量评价指标之间的关系。计算结果表明:该方法所得评价结果与传统基于经验判断的评价方法所得评价结果相吻合,表明该方法是可靠的。该评价方法充分体现了不同指标在安全性评定中的重要性,可操作性好,弥补了传统基于经验判断的评价方法的不足,对铁路隧道衬砌安全性评价方法的研究具有一定的指导意义。

关键词：隧道工程衬砌安全性模糊模式识别评价方法

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模态分析技术在轨道系统动力学研究中的应用

中国铁道科学 1999年第1期20卷 1-8页

作者：齐法琳罗林管迪华铁道部科学研究院清华大学

铁路高速及重载的发展对轨道动力学提出了更高的要求，文章针对轨道系统特别是枕下结构的复杂性，探讨了利用模态分析及模态综合方法分离出枕下系统的传递特性函数，以对其进行系统及参数辨识。

关键词：模态分析轨道动力学频响函数子结构

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铁路隧道衬砌地质雷达检测影响因素试验研究

铁道建筑 2014年第3期54卷 33-36页

作者：齐法琳贺少辉江波中国铁道科学研究院基础设施检测研究所北京100081 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

通过隧道实尺模型试验和现场试验,研究采用地质雷达非接触式检测隧道衬砌状态时天线类型、天线频率、天线离开衬砌的距离、检测速度等对检测结果的影响。研究结果表明:地质雷达检测衬砌厚度、空洞、回填不密实等具有分辨率高、经济、快... 详细信息

通过隧道实尺模型试验和现场试验,研究采用地质雷达非接触式检测隧道衬砌状态时天线类型、天线频率、天线离开衬砌的距离、检测速度等对检测结果的影响。研究结果表明:地质雷达检测衬砌厚度、空洞、回填不密实等具有分辨率高、经济、快速的优点;普通屏蔽天线可以用于非接触式检测衬砌,但离开衬砌表面的距离以不大于20 cm为宜;当天线距离检测目标表面距离超过30 cm时,使用空耦天线检测效果更理想;在扫描速率足够高的前提下,在一定速度范围之内,检测速度不会影响检测结果,但随着检测速度的增加,雷达图的清晰度有所下降,干扰信号有所增加;采用高频和中低频天线组合方式可以达到最佳检测效果,高频天线利于衬砌内钢筋和浅层部位的检测,中低频天线利于深部围岩的检测。

关键词：地质雷达隧道衬砌试验研究