专利名称：一种基于波速测定的地铁隧道管片服役性能检测方法
技术领域：
本发明适用于地铁隧道、地下管道等空心管状结构健康检测，通过测试波速和弹模来判定结构服役性能，具体涉及一种基于波速测定的地铁隧道管片服役性能检测方法。
背景技术：
近年来，我国城市轨道交通建设正处在飞速发展的阶段，据住房和城乡建设部公布的数据，截至2009年，北京、上海等15个城市约有50条轨道交通线路正在建设中，建设规模居世界之首，运营里程达1154km ;到2015年，北京、上海、广州等22个城市将新建79条轨道交通线路，总投资8820. 03亿元，总运营里程2260km，规模将居世界第一。随着轨道交通的建成与投入运营，作为城市的交通命脉，在100年的设计寿命期内，其结构(包括隧道·和桥梁混凝土结构)的健康服役对于城市正常运转至关重要，越来越受到社会的广泛关注。我国城市轨道交通建设发展快但历史短，人们对结构健康服役问题的严重性重视程度不够。城市轨道交通结构所处的环境敏感，列车运行密度极高，使用条件苛刻，并且结构构件连接处及其构件自身会在施工缺陷、材料劣化等因素长期作用下出现薄弱环节，一旦结构损坏不易或不可更换，因而对城市轨道交通结构健康服役提出了极高的要求。目前投入运营后的城市轨道交通结构健康服役问题已开始显露。因而对结构的服役状况进行检测十分重要，以往所采用的诸如回弹仪等检测方法仅能对点进行检测，效率极低，不适用于大型结构的检测，因而国内外很多学者和技术人员拟将融合土木结构与信息(微电子传感器、无线自组织传感器网络)等学科研发健康监测系统来判断结构的服役性态。利用传感器提取振动等信息从中分析结构损伤、结构服役状况
等信息。因而本测试技术以此背景，采用人工激发脉冲波，利用传感器组成的网络采集振动信息分析弹性波在结构中的传播波速，从而确定结构服役状况。此发明能检测两测点间的整体弹模，从而能确定一定区域内的结构服役状况，从而可以提高检测效率。

发明内容
本发明的目的在于提供一种基于波速测定的地铁隧道管片服役性能检测方法。本发明提出的基于波速测定的地铁隧道管片服役性能检测方法，具体步骤如下 (I)根据设计资料计算隧道结构频散和响应特性
两车站之间的区间隧道为一超长线性结构，将其近似等价为一无限延伸的空心管状结构，根据无限延伸的空间管状结构的力学特性和薄壁壳体理论，其径向位移响应《，切线方向位移响应K，纵向位移响应『通过求解下述式(I) 式(3)获得
，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权利要求
1.一种基于波速测定的地铁隧道管片服役性能检测方法，其特征在于具体步骤如下 (I)根据设计资料计算隧道结构频散和响应特性 两车站之间的区间隧道为一超长线性结构，将其近似等价为一无限延伸的空心管状结构，根据无限延伸的空间管状结构的力学特性和薄壁壳体理论，其径向位移响应《，切线方向位移响应K，纵向位移响应『通过求解下述式(I) 式(3)获得
全文摘要
本发明涉及一种基于波速测定的地铁隧道管片服役性能检测方法，该方法基于薄壁壳体理论对空心管状结构模态频散分析的基础上，确定各种弹性波在管状结构中的传播规律和传播速度。通过有线测试系统或配合物联网技术，对加速度、速度传感器进行合理布置，通过特定的力锤等脉冲波激发方式，动态的采集振动信号并经由HHT(Hilbert-Huang变换)等信号后处理方式确定频相位特征，并由此提取特定弯曲波和压缩波波速来判断各测点间结构服役性能。
文档编号G01N29/07GK102955004SQ20121042470
公开日2013年3月6日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者谢雄耀, 周彪, 王庆国, 冯雷, 刘洪波, 郁宏杰 申请人:同济大学