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基于应力波法的锚杆长度无损检测技术研究

基于应力波法的锚杆长度无损检测技术研究

作者：毕俊强桂林电子科技大学

学位级别：硕士

改革开放以来我国基础建设事业发展迅猛的同时,中国人民在矿业、堤坝、隧道、桥梁、深基坑等工程方面取得了较大的发展,基建规模不断扩大,工程水平不断提高。在全国如此大规模的工程背景下,锚杆锚索的使用量也不断攀升。我国仅在巷道的... 详细信息

改革开放以来我国基础建设事业发展迅猛的同时,中国人民在矿业、堤坝、隧道、桥梁、深基坑等工程方面取得了较大的发展,基建规模不断扩大,工程水平不断提高。在全国如此大规模的工程背景下,锚杆锚索的使用量也不断攀升。我国仅在巷道的全年锚杆用量就在千万根以上。在如此大规模使用锚杆基数情况下,对于每根锚杆的施工质量是否起到了加固作用和是否失效,不仅影响着整体工程质量,同时也影响着人民生命财产安全。所以锚杆检测技术检测锚杆工程质量是保障安全的利剑。目前的锚杆检测技术有两种,一种是有损检测而另一种是无损检测。有损检测操作复杂、工作量大、开销巨大所以近年来被逐步淘汰。而无损检测方法在快速、准确同时能够保证工程的整体安全和稳定等众多优点下得到了人们的青睐,无损检测技术也得此快速发展。应力波法是近些年来在无损检测技术上快速发展并应用的技术。通过对锚杆自由端(顶端)的激发振动,采集应力波在锚杆中的传播数据,对应力波信号进行数字信号的时频分析等手段来对锚杆工程进行综合评价。本文利用应力波技术设计出一款自动化高、智能、简便、快捷的基于应力波法的锚杆长度无损测量仪,其具有低成本、能够有效降低锚杆测量难度、提高工程整体安全和稳定性等特点。经过实测结果可知,本仪器的对特定锚杆长度测量误差小于3%,在锚杆锚固检测方面具有重要的促进作用。论文对锚杆长度无损检测仪的实现过程做具体分析和阐述,其中包括:对锚杆锚固基本原理和锚杆一维模型的分析,探讨纵波在锚杆一维模型上的传播规律,并且对应力波在锚杆一维模型上的衰减模型进行论述;基于锚杆应力波理论与锚杆锚固检测工程应用知识,提出整套软硬件方案,并选择最优硬件平台,根据模电、数电和嵌入式以及数字信号处理等知识,以实现硬件平台搭建与功能实现,其中硬件平台包括主控模块、应力波采集模块、多芯片数据接口、预触发模块等,之后对各个模块进行软件的编写,并对驱动和控制的过程进行详细的分析;通过应力波锚杆长度检测原理和数字信号处理理论,利用小波去噪算法与matlabGUI软件平台实现上位机应力波数据处理与图形化界面显示;然后通过仪器测量对本设计的各项性能参数进行测试和对比,来验证本仪器的基本电气性能,通过对数据的分析验证本仪器的数据链路的畅通性,最后通过多次实际工程测试对比来验证和评估本仪器在锚杆检测方面的准确性。

关键词：锚杆应力波 FPGA 小波嵌入式

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同塔多回输电线路故障选线和继电保护研究

同塔多回输电线路故障选线和继电保护研究

作者：毕俊强江西理工大学

学位级别：硕士

同塔多回输电线路独特的输电方式,能够有效节省用地面积、降低建设成本等优点,很好的缓解了输电容量的不足与国民用电不断增加之间的矛盾,引来了越来越多的学者的关注。然而,同塔多回输电线路系统内部繁杂的线间和相间电磁耦合,给故障... 详细信息

同塔多回输电线路独特的输电方式,能够有效节省用地面积、降低建设成本等优点,很好的缓解了输电容量的不足与国民用电不断增加之间的矛盾,引来了越来越多的学者的关注。然而,同塔多回输电线路系统内部繁杂的线间和相间电磁耦合,给故障诊断和各种整定阈值都带来了新的难题。本文主要围绕同塔多回线路的去耦方法、线路判别、补偿计算以及参数不对称时的纵联保护方案进行分析和研究。在传统的六序分量法的基础上分析推导出新的相模变换矩阵对各回线阻抗进行去耦处理。基于解耦出的独立模量间的关系,定义新的参数K,根据参数K在不同回路故障时,取值不同,进而提出新的故障选线判据。通过进一步的数学分析和实验验证,该去耦流程和故障线路判别对于一般在电气上不对称的同塔双回线仍然适用。同塔双回线路间的去耦流程和故障线路判别可进一步推广至四回线路中。对于一般在电气上不完全对称的四回线,需要在去耦计算中引入相对应的参数,根据综合变换矩阵的逆矩阵,能够推导出不对称参数与故障选线判据无关,即四回线不论在电气上是否对称,该故障线路判别方法都能可靠的选出对应的线路。此外,经过对故障短路电流的计算,检验了该去耦流程的可行性。通过详细的介绍了单区间超高压输电时,对地电容和相间电容对差动继电器动作特性的影响,同时结合同塔双回线在频域和时域下的两种不同的去耦流程,可以画出相对应的序分量和模量的π型电路,并根据等效电路图推导出以相互独立的序分量和模量为基础的补偿计算流程。从传统的继电保护入手,联合扩展的12序分量法,提出了一种适用于更贴合实际工程的同塔四回线路的纵联差动保护方案。从扩展的12序分量法可知,在对线路参数去耦后可以得到相互独立的的同向量和环流量。根据环流分量只存在输电线路系统里面的特性,推导出了以环流量网络为基础的差动保护计算。

关键词：同塔多回线相模变换故障选线 12序分量法纵差保护

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同塔四回输电线路故障选线新方案

电力自动化设备 2019年第11期39卷 127-132页

作者：于仲安毕俊强郭培育王先敏陈清江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000 国电南京自动化股份有限公司江苏南京210032

从参数不对称同塔四回输电线路入手,结合四回线内部存在的线间及相间电磁耦合的特点,分析推导出适合的相模变换矩阵对各回线阻抗进行解耦处理,并且通过仿真对比的方式论证了解耦方法的正确性。基于解耦出的独立模量间的关系,定义4个参数... 详细信息

从参数不对称同塔四回输电线路入手,结合四回线内部存在的线间及相间电磁耦合的特点,分析推导出适合的相模变换矩阵对各回线阻抗进行解耦处理,并且通过仿真对比的方式论证了解耦方法的正确性。基于解耦出的独立模量间的关系,定义4个参数K1-K4,根据这4个参数在不同回路故障时的取值不同,构造新的故障选线判据。大量的PSCAD/EMTDC仿真数据表明,所提出的故障选线方案速度快、简单、可靠,且不受故障距离、过渡电阻以及负荷电流和系统运行方式的影响。

关键词：同塔四回线参数不对称相模变换故障选线仿真

金沙江上游白格滑坡黏土化蚀变岩的灾变力学行为研究

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工程科学与技术 2024年第3期56卷 72-82页

作者：李金秋张永双任三绍毕俊擘中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 中国地质大学北京100083 中国地质调查局第四纪年代学与水文环境演变重点实验室河北石家庄050061

金沙江构造结合带是典型的板块碰撞作用形成的构造混杂岩带,不仅地质结构复杂,而且发育了工程特性极差的特殊岩土体。本文在金沙江上游白格滑坡成因机理调查与分析过程中,新发现了巨型滑坡体后缘滑壁发育厚度较大、分布较连续的黏土化... 详细信息

金沙江构造结合带是典型的板块碰撞作用形成的构造混杂岩带,不仅地质结构复杂,而且发育了工程特性极差的特殊岩土体。本文在金沙江上游白格滑坡成因机理调查与分析过程中,新发现了巨型滑坡体后缘滑壁发育厚度较大、分布较连续的黏土化蚀变岩,是构成滑动带的重要组分。基于相关样品的原位测试和室内系统的物质组成、耐崩解、环形剪切、动三轴等物理力学试验研究,揭示了黏土化蚀变岩的灾变力学特性及其在白格滑坡形成演化中的作用。主要结论如下:1)白格滑坡黏土化蚀变岩是金沙江构造结合带中蛇绿岩蚀变的产物,蚀变程度高,蚀变系数介于0.64~0.86之间,黏土矿物成分以伊利石为主、伊/蒙混层矿物次之,遇水极易崩解,崩解指数达50%以上;2)黏土化蚀变岩中工程性质最差的是蚀变黏土,水和振动荷载作用下剪切强度弱化显著,含水率由10%增至20%后剪切强度降幅达34%,动强度远小于其静强度,并随着振动次数的增加不断降低,蚀变黏土是促进斜坡岩体结构面贯通、破坏的重要因素;3)白格滑坡滑动面的形成受节理结构面与黏土化蚀变岩联合控制,整体上可分为2种模式:黏土化蚀变岩厚层软弱夹层型和充填节理裂隙贯通型;4)金沙江上游发育的不少巨型高位滑坡与黏土化蚀变岩不良工程特性具有密切的关系,岩体结构与特殊岩性的组合是值得关注的区域性易滑地质结构。以上结论对于青藏高原东缘大江大河岸坡稳定性分析和防灾减灾具有较好的启示意义。

关键词：白格滑坡黏土化蚀变岩强度弱化易滑地质结构控滑作用

基于新型变换矩阵的同塔T型输电线路故障选线分析

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电瓷避雷器 2020年第6期 109-116页

作者：于仲安王先敏毕俊强卢健江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000

笔者从参数对称的同塔双回线及四回线入手,结合线路的线间及相间的耦合问题,分别推导出适用于双回线及四回线的相模变换矩阵M1和M2,对线路阻抗进行解耦运算。利用解耦后的模量与电流分量之间的关系,定义新的参数Wi值。根据Wi值差异,提... 详细信息

笔者从参数对称的同塔双回线及四回线入手,结合线路的线间及相间的耦合问题,分别推导出适用于双回线及四回线的相模变换矩阵M1和M2,对线路阻抗进行解耦运算。利用解耦后的模量与电流分量之间的关系,定义新的参数Wi值。根据Wi值差异,提出新的故障选线判据。再针对由一条四回线与两条双回线所构成的特殊T型线路模型进行具体的故障仿真分析。PSCAD/EMTDC实验仿真表明,推导的变换矩阵和故障选线方案计算简单、有效、可靠性好,且不受故障距离、过渡电阻及故障类型的影响。

关键词：同塔双回线同塔四回线变换矩阵故障选线

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多联融合优化模板匹配的纱纸管分类方法

应用光学 2024年第2期45卷 365-372页

作者：毕俊波李国平李猛刘海宁济南大学机械工程学院山东济南250024

圆锥纱纸管的自动分类识别一直是该部件智能制造方面的技术难题,针对传统图像分类方法无法兼顾速度与精度,以及深度学习成本大、部署难、硬件要求高等问题,提出了一种基于多联融合优化模板匹配的纱纸管分类方法。采用多个改进算法及策... 详细信息

圆锥纱纸管的自动分类识别一直是该部件智能制造方面的技术难题,针对传统图像分类方法无法兼顾速度与精度,以及深度学习成本大、部署难、硬件要求高等问题,提出了一种基于多联融合优化模板匹配的纱纸管分类方法。采用多个改进算法及策略并使用三次数据降维加快模板匹配速度。将用于运动估计的优化算法SEA(successive elimination algorithm)用于模板匹配中,并把该算法的阈值改进为自适应阈值,用于加强算法鲁棒性;采用小波金字塔进行数据降维,减少运算量并提高运算速度;最后采用十字灰度特征模板代替传统SAD(sum of absolute differences)算法及其模板计算性能指标,并采用提前停止迭代搜索的策略进一步滤除数据,设置累计误差阈值来提前停止搜索。匹配实验表明,本文的改进算法保证了精度,并且匹配速度达到了0.126 s左右;对比、消融实验表明,本文算法在保证了精度的前提下,速度比传统SAD算法提升了近11倍,相比于一些其他经典的方法在速度上也均有提升,证明了该方法的有效性。

关键词：模板匹配圆锥纱纸管目标分类检测算法融合改进

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增压式真空预压固结淤泥质软土的试验研究

长江科学院院报 2024年第5期41卷 149-154页

作者：张恒黄俊光毕俊伟广州市设计院集团有限公司广州510620 广州建筑股份有限公司广州510030 广州市建筑集团有限公司广州510030

为进一步研究增压式真空预压对软土固结效果的影响,分别进行常规真空预压、通气和注气式真空预压固结淤泥质软土的室内模型试验,对比分析了3种处理方式后软土沉降量、含水率、抗剪强度、土颗粒形态、孔隙结构等宏微观特征差异。结果表明... 详细信息

为进一步研究增压式真空预压对软土固结效果的影响,分别进行常规真空预压、通气和注气式真空预压固结淤泥质软土的室内模型试验,对比分析了3种处理方式后软土沉降量、含水率、抗剪强度、土颗粒形态、孔隙结构等宏微观特征差异。结果表明:相较于常规真空预压,通气和注气式真空预压土样沉降量分别增大了5.6%和12.3%;土体骨架颗粒大小更加均匀且排列密实,颗粒接触形式由点接触向面接触过渡,孔隙直径和数量也明显减小;增压式真空预压可以显著增大深部土样抗剪强度,使土体强度更加均匀,其中以注气式真空预压加固软土效果最好,土体抗剪强度增大了11.2 kPa。研究成果有助于揭示增压式真空预压对软土固结效果的影响机制。

关键词：通气式真空预压注气式真空预压淤泥质软土抗剪强度土颗粒形态孔隙结构

基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法

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太阳能学报 2024年第3期45卷 29-40页

作者：葛新宇毕俊喜李海滨聂晓波刘江内蒙古工业大学机械工程学院呼和浩特010051 内蒙古工业大学航空学院呼和浩特010051 风能太阳能利用技术教育部重点实验室(内蒙古工业大学) 呼和浩特010051 内蒙古工业大学理学院呼和浩特010051

提出一种基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法,通过绘制任务剖面和载荷剖面图,将叶片材料、结构、环境条件和使用方式等参数加载到数值计算模型中,进行瞬态热力学、振动应力和多应力耦合分析。结果表明,最大应力和热集中主要发... 详细信息

提出一种基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法,通过绘制任务剖面和载荷剖面图,将叶片材料、结构、环境条件和使用方式等参数加载到数值计算模型中,进行瞬态热力学、振动应力和多应力耦合分析。结果表明,最大应力和热集中主要发生在叶片根部,变形主要发生在叶片中部到叶尖这段区间。从故障原因和机理出发研究叶片的故障规律,运用FMECA(故障模式、影响和危害性分析)处理收集到的故障信息。将定性评价指标予以定量化,以此建立叶片危害性矩阵和FMECA表格,在失效模式下对高危性故障数据进行可靠性评估,为工程实际提供必要的理论支持。该方法相较于传统基于手册的可靠性分析方法精度更高,与研制、生产、维修和管理并行,通过不断更新迭代,以保证产品可靠性要求的实现,为风力机叶片的可靠性分析提供了新的思路和实施方法。

关键词：风力机叶片可靠性分析故障模式流固耦合故障物理

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万物的馈赠(组诗)

环球人文地理 2024年第2期 157-158页

作者：毕俊厚

~~（共2页)

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