一、高速公路锚杆锚固质量无损检测技术研究(论文文献综述)
庞宏[1](2020)在《高河煤矿综放工作面沿空留巷锚杆无损检测及支护参数优化》文中提出针对高河煤矿沿空留巷工程,分析总结现场调研得出的沿空留巷围岩控制经验,通过锚杆受力无损检测分析掌握沿空留巷锚杆受力变化规律,提出“非对称支护”优化方案。建立数值模型,通过实测数据验证数值模型参数;进行支护参数优化,确定优化方案并成功进行了现场工业性试验。主要结论如下:(1)经现场调研分析,由于巷道支护强度较高,巷道的围岩变形往往在沿空留巷期间和二次采动影响期间较为严重,在工作面回采时巷道变形不太明显;从经验上W1309与W1310工作面沿空留巷围岩控制难度比W1319工作面和E1303工作面低,有利于锚杆支护参数优化,适当降低沿空留巷成本,但需要考虑巷道围岩条件变化,在进行充分测试评估的基础上实行参数优化。(2)理论分析了锚杆受力无损检测机理,通过实验室试验标定了锚杆振动参数,分别在W1309工作面进风巷回采期间和沿空留巷期间进行锚杆受力无损检测,发现在回采期间,由于W1309工作面煤体完整性较好,变形量较小,锚杆的受力平均值和波动值均不大,锚杆受力并未随着工作面的推进而急剧增加;进入沿空留巷后,煤帮锚杆受力会显着增大,柔模混凝土巷旁充填体内的对拉锚杆受力增长不明显,对拉锚杆并未起到预期作用。同时也说明在沿空留巷围岩控制中,煤帮的变形需要重点关注,柔模混凝土巷旁充填体对拉锚杆在当前支护强度下存在支护浪费。(3)提出了基于锚杆受力无损检测的沿空留巷锚杆支护参数优化方法,即“原始方案-无损检测与分析-优化方案与数值计算-应用反馈”,提出了两种锚杆支护参数优化方案。(4)建立了FLAC3D数值模型,利用W1309工作面回采期间和沿空留巷期间巷道围岩变形、锚杆受力实测数据验证了数值模拟参数,用于W1310工作面锚杆支护参数优化。从数值模拟结果来看,两种优化方案均能有效控制巷道围岩变形,方案二更具有技术经济优势。(5)进行了优化支护方案二的工业性实践,通过分析巷道表面变形观测结果和锚杆受力测试数据,优化方案能够充分发挥锚杆支护结构作用,在控制沿空留巷变形的基础上,降低了巷道支护成本,在类似条件工作面沿空留巷工程中具有较强的推广意义。该论文包含55幅图片,16个图表,103篇参考文献。
陈摇摇[2](2020)在《基于压电超声导波注浆岩石锚杆局部界面损伤识别研究》文中研究指明注浆岩石锚杆在岩土工程与地下结构中广泛使用。然而由于锚杆及锚固介质、岩土工程条件、施工技术和方法等因素的影响,锚杆锚固体系在施工和工作过程中不可避免的存在着很多缺陷。这些缺陷具有高度的隐蔽性,会造成严重的事故和付出重大经济代价。所以,对锚杆锚固质量的检测是十分必要的,要想准确地对锚杆锚固的质量和安全性做出评价,只能改进用于锚杆锚固检测的技术手段和不断提高检测结果的可靠性。所以,锚杆锚固质量的无损、快速、精准检测已经成为当今亟待解决的一个重要课题。压电超声导波技术是结构健康检测领域的关键技术手段,压电陶瓷是一种典型的智能材料,具有成本低、检测灵敏度高和使用方便等特点,在结构无损检测中得到了广泛的应用。本文利用理论分析、室内试验和数值分析相结合的方法,对注浆岩石锚杆的局部界面粘结的识别问题开展研究工作,旨在提出一种基于纵向压电超声导波回波反射技术的局部界面粘结损伤识别方法。主要研究内容包括:首先,利用现有理论研究成果,推导出超声导波在裸钢筋和锚杆锚固结构中的频散方程,并在给定的几何尺寸和材料参数的条件下,使用MATLAB软件编写程序,绘制出导波的群速度和相速度频散曲线;然后研究了超声导波在锚固锚杆三层柱状结构中的频散特性和能量衰减特性,以及根据频散曲线,指导下一步进行室内试验时,导波激励频率的选择。其次,设计室内试验系统,分别进行了频散曲线验证试验和锚杆-砂浆界面分离损伤检测试验。通过环形压电陶瓷元件激励各个频率的超声导波对裸锚杆进行试验,利用飞行时间法计算得到超声导波群速度试验值,其与理论值满足误差要求,验证了频散曲线的正确性;接着激励频率为50k Hz的超声导波对有不同位置损伤的锚固锚杆进行试验,分析接收到的导波信号图,发现超声导波会产生能量衰减以及局部界面粘结损伤会使纵向超声导波回波信号的能量产生一定程度的改变,损伤位置越远,损伤回波能量越低,因此引入损伤反射系数来定量表征损伤特征。最后,利用有限元软件对健康锚固锚杆和有不同损伤位置、不同损伤大小的锚杆进行拓展分析,来验证和分析损伤反射系数表征损伤特征的可行性,结果表面损伤位置越远,损伤反射系数越小;损伤越大,损伤反射系数越大。
宫世杰[3](2019)在《基于结构自组织Elman神经网络的锚杆锚固系统质量无损检测研究》文中指出锚杆锚固系统因其施工方便、成本低廉和支护效果可靠等优点而被广泛的用于各类岩土工程中,锚杆锚固系统的支护效果直接影响工程的质量。如果锚杆锚固系统存在缺陷会使锚杆支护能力下降,进而影响工程质量甚至造成人民生命财产安全事故,因此对锚杆锚固系统缺陷的识别分类研究具有至关重要意义。神经网络可以作为锚杆锚固系统缺陷分类的智能分类器,其可以根据已有的锚杆锚固系统缺陷数据库完成网络的训练,从而对锚杆锚固系统缺陷的进行正确分类。神经网络克服了传统人工分类方法准确性差、分类速度慢,还要求分类人员有较高专业技术水平和经验的缺点。但是神经网络的网络结构对分类的性能有重要的影响,传统网络结构确定的方法如试凑法和经验公式法都难以获得网络的最优结构且费事实力。因此神经网络结构难以确定的难题,阻碍了神经网络作为锚杆锚固系统缺陷识别智能分类器的大规模推广应用。本文针对神经网络结构难以确定的难题,构建了结构自组织Elman神经网络;并将其作为智能分类器对基于应力波锚杆无损检测法获得的实验数据和仿真数据进行锚杆缺陷识别,从而完成锚杆的缺陷智能识别分类。具体研究如下:(1)根据锚杆锚固系统工程应用中常出现的锚固剂密实度不足、锚固空洞等缺陷,构建四种实验缺陷识别分类锚杆模型,基于应力波无损检测法分别通过实验法和仿真法获得锚杆智能识别分类数据。(2)根据Elman网络结构特点,在定义网络隐含层节点贡献度、网络修剪阈值的基础上设计了网络修剪机制;并对网络修剪过程进行收敛性分析;完成网络学习率的自适应改进;利用UCI标准分类数据集对网络结构修剪过程进行可行性分析,仿真实验结果证明修剪机制可以减小网络冗余度,提高网络分类性能。(3)在网络隐含层贡献度的基础上定义了Elman神经网络增长阈值,引入网络分裂增长机制,同网络修剪机制共同构成结构自组织Elman神经网络;采用隐含层节点贡献度分布的标准差来对修剪阈值和增长阈值进行修正;同时对修剪系数和增长系数进行自适应改进,提高结构自组织过程网络结构的稳定性;对Elman神经网络结构自组织过程网络收敛性进行分析;采用UCI标准数据集对网络性能进行测试,仿真实验证明在Elman神经网络初始结构冗余时,网络可以通过网络结构修剪来减小网络冗余度,Elman神经网络初始结构过简时,可以通过增长机制增加网络结构提高网络数据处理能力,即网络可以根据训练数据完成结构自组织,获得网络最优结构,提高网络分类性能。(4)采用结构自组织Elman神经网络对锚杆缺陷数据进行智能识别分类实验;根据实验结果对网络参数及性能进行分析比较,验证了结构自组织Elman神经网络具有结构自组织能力和更优的分类性能,可以完成锚杆缺陷识别分类,进而完成对锚杆锚固质量无损检测。
黄旭升[4](2019)在《基于CEEMD信号处理技术的锚杆锚固质量无损检测方法研究》文中研究说明锚杆锚固技术是工程中应用非常广泛的技术,通过利用锚杆的锚固力来防止结构物的变形,保持结构物的稳定。锚杆的长度和锚固剂的密实度直接决定锚杆锚固力的大小,锚杆锚固工程属于隐蔽工程,所以对锚杆锚固质量的检测显得尤为重要,利用应力波法对锚杆锚固质量进行无损检测是目前最常用的办法,由于采集到的应力波信号会伴有很多的噪声干扰,使得对锚杆长度和注浆缺陷位置的判断造成很大的困扰。因此,研究一种更可靠的锚杆锚固质量无损检测信号处理方法具有重要的工程应用价值和理论研究意义。首先分析应力波在锚杆锚固系统中的传播规律,通过对波动理论和应力波方程的研究,概括总结了应力波在锚固体系中的传播、反射以及衰减规律,同时基于有限元软件ANSYS/DYNA建立并求解不同锚固状态的锚杆锚固模型,得出相应的反射波曲线,据此可以判断出锚杆的长度和缺陷的位置,并研究了不同脉冲宽度和不同接收点的反射波曲线特征,从而指导实际检测工作。其次,通过对传统时频分析方法的回顾,引入非平稳信号处理方法EMD及其变体EEMD和CEEMD,使用一个合成信号验证了CEEMD的优越性,并基于CEEMD方法对传统的HHT方法进行改进,改进后的方法克服了原来方法的不足,具有更高的时频分辨率,将它用于锚杆锚固质量信号的处理,从而更易判断出锚杆的长度。然后基于CEEMD时频分析方法提出对锚杆检测仪硬件上的改进思路,并将改进后的设备应用在对未锚固锚杆和土介质锚杆的试验中,结果表明基于CEEMD时频分析方法改进的设备具有很好的可靠性,同时发现超磁震源具有优于小锤的激振效果。通过对不同锚固缺陷的PVC管模型进行试验,并使用CEEMD时频分析方法分析,得到了不同模型的反射波,CEEMD时频分析结果具有更高的可判性,分析结果与数值模拟结果和理论分析有很好的一致性。最后通过对云南省在建的思澜高速公路边坡锚杆进行抽样检测,验证了基于CEEMD时频分析方法的新型锚杆检测设备在实际工程中的可靠性。
文军强[5](2019)在《高速公路改扩建既有层状岩质路堑高边坡二次开挖稳定性及支护技术研究》文中研究指明高速公路改扩建工程中常碰到既有高边坡二次开挖,受边坡岩土体种类、工程及水文地质特征、开挖及支护方式、道路运营安全性等因素的影响,其稳定性及变形控制是极为特殊、复杂的岩土工程问题。本文结合京沪高速公路莱芜至临沂段改扩建工程一处顺层缓倾岩质高边坡二次开挖实体工程,采用现场锚杆拉拔试验和数值模拟手段,研究了高边坡二次开挖过程中的稳定性、变形及应力变化特征,提出了二次开挖面的支护设计建议。主要研究结果如下:(1)全长粘结性锚杆卸载后拉拔试验过程呈现“二次拉拔”现象,施加拉拔力至卸载回缩量恢复时达到锚杆的工作荷载,锚头变形超过注浆体变形极限后脱黏进入屈服-破坏阶段,二十年运营期内锚杆极限承载力损失在23.93%31.94%。(2)缓倾顺层边坡开挖后以水平向的受力变形为主,变形模式为后缘台阶形拉裂-顺层滑动和前缘弧形切层滑动的组合型破坏,每级边坡的开挖均使坡体稳定性降低,边坡支护后的稳定性提升约10%,锚杆支护在一定程度上约束了坡体的失稳趋势。(3)边坡在一次开挖过程中显着改变坡体原有应力状态,形成了台阶形的岩层拉裂-顺层滑移变形区,台阶形变形区以堆载的形式将重力荷载传递至坡面中下部岩层,使缓倾的岩层产生了弧形的切层变形区,边坡二次开挖扰动使两处变形区进一步发展,二次开挖引起的位移量不如一次开挖显着,但二次开挖松动区范围大于一次开挖。(4)锚杆、锚索的布设密度、长度、设置角度及预应力等设计参数与边坡稳定性正相关,均存在最佳设计值,超过该最佳设计值会降低锚杆、锚索的支护效应;(5)二次开挖面采用“锚索+锚杆”支护后,锚杆受力状态减弱;处于主动加固状态的锚索锚固段轴力分布呈曲线衰减形分布,在距锚头34m长度范围内衰减90%以上,锚尾处基本不受力;处于被动加固状态的锚索锚固段轴力呈凸形分布,轴力水平显着大于主动加固状态锚索。(6)以一次开挖坡面支护锚杆的实测工作荷载值作为坡体稳定性判断依据,当二次开挖面所测得锚杆、锚索的工作应力接近判断荷载时,坡体失稳预警。论文研究成果可为高速公路改扩建工程中类似边坡二次开挖的设计、施工提供理论参考和技术支撑。
陈秋云[6](2018)在《锚杆无损检测技术在莆炎高速福公隧道的应用研究》文中研究说明锚杆无损检测技术是基于一维弹性波反射原理,通过波形推断出隧道锚杆的长度和锚杆注浆密实度的方法。结合莆炎高速公路A1标段福公隧道工程实例,通过对无损检测技术的理论研究归纳出常见的锚杆波形特征,并结合工程抗拔试验进行论证,保证锚杆无损检测技术在高速公路隧道的应用过程中检测数据准确可靠。
王娜[7](2016)在《锚杆中宽频导波传播的数值仿真及脱粘检测》文中指出近年来,锚杆锚固技术在矿山、公路、水利水电等各类地下工程及边坡护理建设工程中的应用十分广泛。锚杆在服役的过程中,由于遭到腐蚀以及疲劳载荷作用致使锚杆产生缺陷,导致工程事故的频繁发生,不仅会造成重大的经济损失,而且给安全生产也带来了严重的影响。但与此同时锚杆作为一种受力构件,且大部分的锚杆锚固属于隐蔽工程,因此对其进行安全性检测具有一定的难度。一直以来,人们对锚杆锚固质量进行检测采用的方法是拉拔法,它具有直观,可靠等优点,但这种方法属于破坏性试验,经拉拨的锚杆会产生较大的变形,从而导致多数锚杆失去了固有的锚固力,因而“拉拔”试验只适合于工程实际中的少量抽查。本文将低频超声导波应用于在役锚杆脱粘的无损检测,其难点在于锚杆与周围介质将相互影响,使导波的传播具有复杂性,增加导波信号分析的难度。本文将选择宽频信号为激励信号,首先对宽频信号在深埋锚杆中的传播特性进行分析,然后将测试信号进行小波包分解,发现不同缺陷形式对宽频信号中不同频段的响应具有明显的特征。但由于缺陷和响应信号特征之间并不是单调关系,因此,本文结合BP神经网络技术,建立了测试信号与缺陷特征之间的对应关系,从而实现了锚杆的缺陷检测。本文主要工作可以从以下几个方面论述:(1)提出将低频宽频导波应用于在役锚杆的脱粘无损检测这一方法;(2)利用ANSYS-LSDYNA进行了锚杆的数值模拟分析,对宽频导波信号进行小波包分解,确立了小波包基函数以及小波包分解层数,并对基于小波包的响应信号的特性进行分析;(3)通过对导波反射信号小波包分解,并将获得的小波包能谱作为输入向量,将损伤状况作为输出,构造BP神经网络,训练适用于锚杆脱粘检测的神经网络。数值算例表明,BP神经网络可有效识别锚杆脱粘缺陷,并可进行脱粘缺陷位置识别。(4)分析混有不同噪声水平时对脱粘缺陷识别结果的影响。本文方法对于噪声水平小于5%的检测信号,具有较好的识别效果。
张雷[8](2016)在《非全长粘结锚杆锚固缺陷无损检测原理及方法研究》文中认为锚杆支护是煤矿巷道支护的主要形式。锚固缺陷是影响锚杆支护质量的重要因素之一,快速、有效地检测锚杆锚固缺陷对于巷道支护的及时补强,确保煤矿的安全高效生产具有重要意义。本文基于应力波理论及其测试技术,对煤矿非全长粘结锚杆锚固缺陷的无损检测原理与方法进行了系统的研究,取得了如下创新性成果:(1)建立了含锚固缺陷非全长粘结锚杆的力学模型,给出了相应的波动方程及其解析解,并系统研究了煤矿锚杆的锚固围岩的力学特性对锚杆中应力波传播的影响,发现锚固介质的弹性和粘性特性均会使应力波波速发生频散效应,揭示了影响煤矿锚杆支护中应力波传播的物理机制。(2)自行设计研制了锚杆锚固质量无损检测试验系统,建立了含锚固缺陷非全长粘结锚杆应力波无损检测的物理模型,系统研究了锚固缺陷大小、缺陷分布特征对锚杆动力无损检测信号的影响规律,进而分析得到了锚杆中应力波传播的能量耗散随锚固缺陷特征量的变化规律。(3)依据对数值模拟和试验检测所得应力波信号特征的分析,引入了表征锚固缺陷程度的特征量—反射能量比re,给出了re与锚固起始端与末端反射信号能量间的关系,分析得到了锚固缺陷长度与re的对应关系,进而提出了含缺陷锚固系统极限锚固力的估算方法。(4)利用多尺度熵方法分析了缺陷分布对锚固质量无损检测信号的影响,得到了信号的复杂性特征量(PRSS)随着锚固缺陷位置的变化规律,给出了锚固缺陷分布对锚杆极限锚固力的影响机制。引入影响因子ηs,在此基础上对含缺陷锚固系统极限锚固力的估算方法进行了有效修正。(5)提出对于含托盘的锚杆锚固缺陷无损检测信号进行经验模态分解与多尺度熵分析的协同性分析方法,解决了仅用多尺度熵方法时因托盘的存在导致的分析结果出现偏差的问题。设计了基于经验模态分解联合多尺度熵分析方法的锚杆锚固质量多尺度熵评价系统,实现了信号处理过程的智能化和可视化,使其易于在工程实践中推广使用。本文的研究结果不仅有助于对锚杆锚固质量进行准确客观的评价,而且对于煤矿的安全生产和生产效率的提高也具有积极意义。
李伟芳[9](2016)在《基于WPF的便携式锚杆无损检测仪设计》文中研究说明目前,锚杆锚固技术在隧道施工、采矿巷道支护、边坡加固等建设工程中得到广泛应用。因此,对锚杆锚固质量的检测也成为了当下很严峻的问题。随着经济技术的发展,锚杆无损检测方法逐渐代替了传统的破坏性检测方法,现在最常用的就是应力波反射法。与此同时,锚杆无损检测设备也应运而生,科学技术的快速发展,使得锚杆无损检测设备朝着结构轻便,操作简单的方向发展。而计算机的发展和WPF技术的产生使研发一款适合工程需要,检测精度更高的锚杆无损检测设备成为可能。为此,本文做了如下研究:(1)对应力波反射法检测锚杆质量进行研究,为设计开发锚杆无损检测仪提供理论依据。(2)设计研发了基于WPF的便携式锚杆无损检测系统的硬件电路,包括恒流源电路、升压电路、信号调理电路、A/D转换电路和电源辅助电路等,其中A/D转换电路是通过平板电脑的声卡实现的。(3)对小波小波变换、谐波小波分析和数据融合三种算法进行详细分析,并将其应用到锚杆无损检测仪中,小波分析和谐波小波分析都能有效的降低检测误差,提高检测精度,数据融合算法可以对不同震源采集的信号进行融合处理,得到的结果更加准确。(4)在Windows操作系统下,利用Visual Studio2012集成开发环境并采用WPF技术和面向对象的C#编程语言完成数据采集、数据存取、参数设置和数据分析等四个功能模块的设计。该系统体积小,方便携带,操作简单。最后通过对5.5 m的由螺纹钢制成的自由锚杆进行测试,证明了各项功能均能实现。
窦斌强[10](2015)在《隧道全长粘结锚杆锚固参数优化及无损检测技术研究》文中认为由于地质环境的复杂以及人们对锚杆作用机理的研究不够深入,缺少行之有效的、合理的计算模型,对锚固参数估算不准确等因素的限制,使锚杆支护设计存在一定的局限性;另一方面,由于锚杆工程结构具有隐蔽性和施工工序相对较为复杂以及施工队伍操作水平层次不齐等特点,这些可能影响到整个岩土工程结构的质量和长期稳定安全,控制锚杆施工质量也存在一定难度。基于此,锚杆机理研究,锚固参数优化和锚杆质量检测水平仍然需要进一步研究和尝试。本文在前人研究成果的基础上,结合广东省南粤交通揭(阳)惠(来)高速公路建设项目中小北山1#隧道工程实际,基于对隧道围岩稳定性的研究及全长粘结式砂浆锚杆的支护机理的研究,引入均匀设计试验方法,建立隧道开挖衬砌锚杆支护有限差分数值模型。分别以锚杆长度L,直径D,布设间距Sx,布设排距Sr为影响因素,参考规范建议选取6个水平,以拱顶位移、周边收敛值、围岩最大主应力和锚杆最大轴力为因变量,采用向后逐步回归法对数值模拟结果进行回归分析,得到不同锚固参数对于锚杆支护效果的影响,并优选出最佳的锚杆支护方案,为隧道锚杆设计提供有意义的参考。同时基于应力波的理论基础,研究锚杆锚固质量检测的技术方法和应力波在一维锚杆中传播时波动方程,探讨了应力波在锚杆中的传播规律,根据锚杆无损检测的内容,探讨应力波法的判断方法和依据。结合现场实际工程应用,使用应力波法对锚杆施工质量作出评价,指导施工。
二、高速公路锚杆锚固质量无损检测技术研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高速公路锚杆锚固质量无损检测技术研究(论文提纲范文)
(1)高河煤矿综放工作面沿空留巷锚杆无损检测及支护参数优化(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容及研究方法 |
2 高河煤矿沿空留巷技术工艺与支护现状调研 |
2.1 高河煤矿沿空留巷工艺流程 |
2.2 高河煤矿沿空留巷支护现状分析 |
2.3 W1309工作面沿空留巷与W1310工作面概况 |
2.4 本章小结 |
3 高河煤矿沿空留巷锚杆无损检测研究 |
3.1 煤矿锚杆锚固质量动力无损检测原理 |
3.2 W1309工作面锚杆受力无损检测 |
3.3 沿空留巷围岩变形特征监测 |
3.4 本章小结 |
4 W1310工作面锚杆支护参数优化研究 |
4.1 W1310工作面锚杆支护参数优化 |
4.2 沿空留巷锚杆支护参数数值模拟分析 |
4.3 本章小结 |
5 沿空留巷锚杆支护参数优化设计与工程应用 |
5.1 测站布置 |
5.2 支护效果监测及分析 |
5.3 本章小节 |
6 主要结论 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(2)基于压电超声导波注浆岩石锚杆局部界面损伤识别研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外同类课题研究历史及现状 |
1.2.1 锚杆无损检测研究的发展现状及问题的提出 |
1.2.2 锚杆无损检测超声导波法研究现状 |
1.3 基于压电陶瓷的结构健康监测 |
1.3.1 基于压电陶瓷的结构健康被动监测 |
1.3.2 基于压电陶瓷的结构健康主动监测 |
1.4 课题主要研究内容及研究方法 |
1.5 本章小结 |
2 锚杆锚固与压电超声导波的基本理论 |
2.1 锚杆锚固的理论基础 |
2.1.1 锚杆的结构和分类 |
2.1.2 锚杆锚固的力学机理 |
2.1.3 锚杆的失效 |
2.2 压电材料的基本性能 |
2.2.1 压电材料 |
2.2.2 压电效应 |
2.2.3 压电式传感器与作动器 |
2.3 超声导波的基本理论 |
2.3.1 超声导波的基本概念与分类 |
2.3.2 群速度和相速度 |
2.3.3 导波的频散现象和多模态性 |
2.3.4 导波的衰减 |
2.4 导波的频散方程 |
2.4.1 自由锚杆中导波的频散方程 |
2.4.2 锚固锚杆中导波的频散方程 |
2.4.3 导波的频散方程求解 |
2.4.4 不同厚度的锚固介质对频散曲线的影响研究 |
2.5 导波信号处理 |
2.5.1 时域分析方法 |
2.5.2 频域分析方法 |
2.5.3 时频域分析方法 |
2.6 本章小结 |
3 注浆岩石锚杆的界面分离损伤检测试验 |
3.1 裸钢筋验证试验 |
3.1.1 试验目的 |
3.1.2 试验系统与试验过程 |
3.1.3 超声导波信号的激励 |
3.1.4 试验数据处理分析 |
3.2 健康试件试验 |
3.2.1 试验准备 |
3.2.2 试验过程与结果分析 |
3.3 锚固锚杆的界面分离损伤试验 |
3.3.1 激振器的使用 |
3.3.2 输入信号能量对回波的影响研究 |
3.3.3 试验结果与小波包分析 |
3.3.4 损伤识别分析 |
3.4 本章小结 |
4 岩石锚杆界面分离损伤检测的数值模拟 |
4.1 有限元分析法及ABAQUS软件简介 |
4.2 裸钢筋的数值模拟 |
4.2.1 几何模型的建立 |
4.2.2 分析步的选取、荷载模块以及网格的划分 |
4.3 锚杆锚固体系的数值模拟 |
4.3.1 健康试件模拟 |
4.3.2 锚固锚杆界面分离损伤模拟 |
4.4 损伤检测的算法研究 |
4.5 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 创新点摘要 |
5.3 展望 |
参考文献 |
作者简介 |
作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
致谢 |
(3)基于结构自组织Elman神经网络的锚杆锚固系统质量无损检测研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 锚杆锚固系统质量检测技术的国内外研究现状 |
1.2.2 神经网络的国内外研究现状 |
1.3 研究的主要内容 |
第二章 锚杆锚固系统模型仿真及数据采集实验 |
2.1 应力波反射法检测原理 |
2.2 基于ANSYS仿真软件的有限元建模仿真实验 |
2.2.1 ANSYS仿真软件介绍 |
2.2.2 锚杆的ANSYS有限元模型建立 |
2.2.3 锚杆模型应力波响应曲线分析 |
2.3 基于应力波反射法的锚杆缺陷信号采集实验 |
2.3.1 实际实验锚杆锚固模型系统 |
2.3.2 实验测试方法及数据采集 |
2.4 本章小结 |
第三章 修剪型Elman神经网络结构设计 |
3.1 基本Elman神经网络结构 |
3.2 Elman神经网络算法模型 |
3.2.1 Elman神经网络数学模型 |
3.2.2 Elman神经网络的学习更新原理 |
3.3 修剪型网络结构设计 |
3.3.1 网络贡献度的选择 |
3.3.2 修剪阈值的设定 |
3.3.3 网络节点删除方式选择 |
3.3.4 网络修剪机制设计 |
3.3.5 网络学习率自适应设计 |
3.3.6 网络修剪过程收敛性分析 |
3.4 修剪型Elman神经网络分类性能测试 |
3.4.1 修剪型Elman神经网络标准数据集仿真实验设置 |
3.4.2 Elman神经网络修剪过程及分类结果分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 结构自组织Elman神经网络设计 |
4.1 增长型Elman神经网络结构设计 |
4.1.1 增长自适应阈值的选择 |
4.1.2 网络结构增长机制 |
4.1.3 网络结构增长权值调整及分裂补偿设置 |
4.1.4 结构分裂增长过程的收敛性分析 |
4.2 Elman网络结构自组织设计 |
4.2.1 基于贡献度分布标准差的修剪阈值和增长阈值的修正方法 |
4.2.2 Elman神经网络修剪-分裂阈值自适应设计 |
4.2.3 网络修剪-分裂结构自组织机制 |
4.3 自组织Elman神经网络分类性能测试 |
4.3.1 结构自组织Elman神经网络标准数据集仿真实验设置 |
4.3.2 过简初始网络结构仿真实验过程及结果分析 |
4.3.3 冗余初始网络结构仿真实验过程及结果分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 锚杆锚固质量缺陷分类实验及分析 |
5.1 神经网络输入数据的处理 |
5.2 基于ANSYS仿真数据的锚杆缺陷分类实验 |
5.3 基于应力波实验锚杆缺陷分类实验 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(4)基于CEEMD信号处理技术的锚杆锚固质量无损检测方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 锚杆锚固质量检测技术的研究现状 |
1.2.2 基于ANSYS/DYNA锚杆锚固质量数值模拟的研究现状 |
1.2.3 锚杆锚固质量应力波检测信号分析的研究现状 |
1.3 本文研究内容 |
第二章 锚杆无损检测理论 |
2.1 锚杆的无损检测理论基础 |
2.2 应力波的波动方程 |
2.2.1 应力波的传播问题 |
2.2.2 弹性杆件的一维波动方程 |
2.3 应力波的波阻抗特性 |
2.4 应力波的传播规律 |
2.4.1 应力波波速的影响因素 |
2.4.2 应力波的反射和透射 |
2.4.3 应力波的衰减 |
第三章 数值模拟算法原理与模型分析 |
3.1 动力有限元方法及软件 |
3.1.1 动力有限元方法 |
3.1.2 有限元软件简介 |
3.2 建立不同工况下的锚杆模型 |
3.2.1 无缺陷的锚杆锚固系统模型及几何参数 |
3.2.2 含缺陷的锚杆锚固系统模型及几何参数 |
3.3 模型参数设置 |
3.3.1 激振力的模拟 |
3.3.2 单元类型的选择 |
3.3.3 网格尺寸的选择及划分 |
3.3.4 边界约束及接触条件 |
3.3.5 时间步长的设置 |
3.4 不同工况下的应力波波形分析 |
3.4.1 不同激振力脉冲宽度的锚杆反射波曲线 |
3.4.2 无缺陷锚杆锚固系统不同测点的反射波曲线 |
3.4.3 单个缺陷锚杆锚固系统的反射波曲线 |
3.4.4 多个缺陷锚杆锚固系统的反射波曲线 |
3.5 本章小结 |
第四章 锚杆锚固质量检测信号的处理分析 |
4.1 传统时频分析方法 |
4.1.1 短时傅里叶变换 |
4.1.2 小波变换 |
4.2 EMD分解原理及不足 |
4.2.1 经验模态分解原理 |
4.2.2 EMD存在的问题 |
4.3 Hilbert-Huang变换及其应用 |
4.3.1 瞬时频率 |
4.3.2 Hilbert-Huang变换原理 |
4.3.3 Hilbert-Huang变换的模拟分析 |
4.4 CEEMD时频分析方法的原理及其应用 |
4.4.1 EEMD基本原理 |
4.4.2 CEEMD时频分析方法的基本原理 |
4.4.3 合成信号的仿真实验 |
4.5 CEEMD时频分析方法在锚杆锚固质量检测信号中的应用 |
4.6 本章小结 |
第五章 锚杆锚固模型试验研究 |
5.1 基于CEEMD时频分析方法的锚杆检测仪 |
5.1.1 锚杆锚固质量检测仪的现状 |
5.1.2 锚杆锚固质量检测仪的改进思路 |
5.2 未锚固锚杆模型试验 |
5.3 土介质锚固状态下的锚杆模型试验 |
5.4 不同锚固状态的PVC管模型试验 |
5.4.1 PVC管锚杆模型的制作 |
5.4.2 PVC管锚杆模型试验方案 |
5.4.3 试验结果及分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 工程案例 |
6.1 工程概况 |
6.1.1 工程背景 |
6.1.2 工程地质条件 |
6.2 边坡锚杆锚固质量检测 |
6.2.1 检测工作的准备 |
6.2.2 检测结果分析 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 研究的不足及展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 攻读硕士学位期间发表的论文 |
(5)高速公路改扩建既有层状岩质路堑高边坡二次开挖稳定性及支护技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 高速公路节理化岩质高边坡稳定性分析研究现状 |
1.2.2 高边坡二次开挖稳定性控制及支护技术研究现状 |
1.2.3 锚杆工作荷载与极限承载力检测研究现状 |
1.3 研究内容与思路 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究思路 |
第二章 依托工程概况 |
2.1 概述 |
2.2 依托工程概况 |
2.2.1 拟建路堑地形地貌 |
2.2.2 地质构造及岩土体工程特性 |
2.2.3 边坡形式 |
2.3 边坡的施工方式 |
2.3.1 截、排水系统 |
2.3.2 清表 |
2.3.3 测量放样 |
2.3.4 路堑开挖 |
2.3.5 施工原则 |
2.4 层状构造岩质边坡破坏模式 |
2.5 小结 |
第三章 岩质高边坡全长粘结性锚杆拉拔试验分析 |
3.1 概述 |
3.2 全长粘结性锚杆拉拔试验 |
3.2.1 试验目的 |
3.2.2 试验仪器及方法 |
3.2.3 测点布置 |
3.3 试验成果分析 |
3.3.1 支护锚杆拉拔试验成果分析 |
3.3.2 锚杆拉拔机理分析 |
3.3.3 工作荷载和极限承载力分析 |
3.3.4 典型剖面锚杆荷载分析 |
3.4 锚杆工作荷载理论计算 |
3.4.1 拉拔荷载下的弹性伸长 |
3.4.2 理论极限承载力 |
3.4.3 锚杆工作状态 |
3.5 小结 |
第四章 层状岩质高边坡二次开挖稳定性数值模拟 |
4.1 概述 |
4.2 数值模型 |
4.2.1 本构模型 |
4.2.2 模型建立 |
4.3 既有边坡一次开挖稳定性计算 |
4.3.1 稳定性及变形分析 |
4.3.2 支护效应分析 |
4.4 既有边坡二次开挖数值模拟计算 |
4.4.1 稳定性分析 |
4.4.2 变形分析 |
4.4.3 应力分析 |
4.4.4 二次开挖过程中支护锚杆荷载分析 |
4.5 小结 |
第五章 层状岩质高边坡二次开挖支护技术研究 |
5.1 概述 |
5.2 京沪高速岩质高边坡二次开挖支护设计工况 |
5.2.1 锚杆支护设计工况 |
5.2.2 锚杆+锚索支护设计工况 |
5.3 结果分析 |
5.3.1 锚杆布设密度的影响 |
5.3.2 锚杆长度、角度的影响 |
5.3.3 锚杆注浆体的影响 |
5.3.4 锚杆+锚索排列方式的影响 |
5.3.5 锚索长度、角度的影响 |
5.3.6 锚索预应力的影响 |
5.4 层状边坡二次开挖支护设计及预警建议 |
5.4.1 二次开挖面支护设计建议 |
5.4.2 二次开挖面支护监测预警建议 |
5.5 小结 |
第六章 结论与建议 |
6.1 主要结论 |
6.2 进一步研究建议 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果及参与项目 |
致谢 |
(6)锚杆无损检测技术在莆炎高速福公隧道的应用研究(论文提纲范文)
引言 |
1 锚杆无损检测的基本原理 |
2 锚杆无损检测模拟试验 |
2.1 自由锚杆的模拟试验 |
2.2 砂浆锚杆的模拟试验 |
3 福公隧道锚杆检测实例分析 |
3.1 工程概况 |
3.2 锚杆锚固质量评定标准 |
3.3 福公隧道常见锚杆实例分析 |
3.3.1 全密实状态锚杆检测波形分析 |
3.3.2 锚杆中后端有缺陷的波形分析 |
3.3.3 锚杆中前端有缺陷的波形分析 |
3.3.4 锚杆全脱空状态下的波形分析 |
3.3.5 福公隧道锚杆施工过程抽检检测结果评价 |
4 结论 |
(7)锚杆中宽频导波传播的数值仿真及脱粘检测(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 本文的选题背景及其依据 |
1.2 锚杆锚固工作原理 |
1.2.1 锚固系统 |
1.2.2 锚固特点及功能 |
1.3 锚杆质量检测方法 |
1.3.1 拉拔试验检测方法 |
1.3.2 超声导波检测方法 |
1.4 本文的研究思路以及主要内容 |
第2章 锚杆中宽频导波的传播特性仿真分析 |
2.1 锚杆中宽频导波传播的数值仿真 |
2.2 应力波传播信号的小波包分解 |
2.2.1 小波分析与小波函数的选取 |
2.2.2 小波包分解及其分解层数的确立 |
2.3 完好与损伤构件的小波包分解对照 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于神经网络的锚杆脱粘缺陷检测 |
3.1 神经网络简介 |
3.2 算例设计及目标规划 |
3.2.1 网络的建立 |
3.2.2 目标规划 |
3.2.3 神经网络的训练 |
3.3 损伤识别结果分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 全文总结与展望 |
4.1 全文总结 |
4.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(8)非全长粘结锚杆锚固缺陷无损检测原理及方法研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
Extended Abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.4 创新点 |
2 锚杆锚固缺陷无损检测理论基础 |
2.1 非全长粘结锚杆的基本假定及波动方程 |
2.2 非全长粘结锚杆波动方程的解 |
2.3 非全长粘结锚杆波动方程解的分析 |
2.4 有锚固缺陷的非全长粘结锚杆波动方程 |
2.5 本章小结 |
3 锚杆锚固缺陷无损检测的试验研究 |
3.1 锚杆锚固质量无损检测试验系统 |
3.2 锚固缺陷无损检测试验研究内容 |
3.3 试验模型参数 |
3.4 试验检测结果 |
3.5 本章小结 |
4 锚杆锚固缺陷无损检测的数值模拟研究 |
4.1 数值模拟方法的选择 |
4.2 锚杆锚固系统模型的建立 |
4.3 计算参数的设定 |
4.4 数值计算方案 |
4.5 数值模拟信号 |
4.6 本章小结 |
5 基于反射能量比参量的锚固缺陷长度识别方法 |
5.1 反射能量比方法 |
5.2 反射能量比方法分析流程 |
5.3 基于反射能量比方法的锚固缺陷长度识别 |
5.4 有缺陷情况下极限锚固力的估算 |
5.5 本章小结 |
6 锚固缺陷分布的多尺度熵表征方法以及缺陷对锚固力影响研究 |
6.1 多尺度熵方法简介 |
6.2 锚固缺陷位置分布的表征 |
6.3 锚固缺陷分布对无损检测信号特征的影响 |
6.4 锚固缺陷分布对锚固力的影响 |
6.5 本章小结 |
7 基于多尺度熵的含托盘锚固系统锚固缺陷表征方法的应用 |
7.1 托盘对检测信号的影响 |
7.2 检测信号的预处理 |
7.3 基于重构信号的锚固缺陷表征 |
7.4 锚杆锚固质量的多尺度熵评价软件的设计 |
7.5 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 主要研究结论 |
8.2 研究工作展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(9)基于WPF的便携式锚杆无损检测仪设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 本课题提出的目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 锚杆无损检测的国内外研究现状 |
1.2.2 声卡采集数据的国内外研究现状 |
1.3 论文整体结构安排 |
第二章 锚杆无损检测系统的理论基础 |
2.1 锚杆锚固的基本原理 |
2.1.1 锚杆的结构与分类 |
2.1.2 锚杆的支护原理 |
2.2 锚杆的波动理论 |
2.2.1 一维锚杆的波动方程 |
2.2.2 两端均为自由情况下锚杆的纵向振动方程 |
2.2.3 一端固定,一端自由情况下锚杆的纵向振动方程 |
2.2.4 两端都固定情况下锚杆的纵向振动方程 |
2.3 应力波反射法基本原理和特性 |
2.3.1 应力波反射法基本原理 |
2.3.2 应力波特性 |
2.4 本章总结 |
第三章 锚杆无损检测系统的硬件设计 |
3.1 锚杆无损检测系统整体设计方案 |
3.2 锚杆无损检测系统的硬件设计 |
3.3 声卡数据采集 |
3.3.1 声卡的工作原理及性能指标 |
3.3.2 声卡的硬件结构及仪器连接 |
3.4 加速度传感器选取 |
3.5 供电电路模块设计 |
3.6 信号调理电路模块设计 |
3.6.1 交流耦合电路设计 |
3.6.2 电平转换电路设计 |
3.6.3 滤波电路设计 |
3.7 辅助电源电路模块设计 |
3.8 本章小结 |
第四章 无损检测的数据分析方法 |
4.1 小波分析 |
4.1.1 小波变换理论 |
4.1.2 连续小波变换 |
4.1.3 离散小波变换 |
4.1.4 多分辨率分析 |
4.1.5 小波的滤波方法 |
4.1.6 小波变换在锚杆检测仪中的应用 |
4.2 谐波小波分析 |
4.2.1 谐波小波定义 |
4.2.2 New Land快速算法 |
4.2.3 谐波小波包变换 |
4.2.4 谐波小波在锚杆无损检测仪中的应用 |
4.3 基于相关函数加权法的锚杆无损检测数据融合算法研究 |
4.3.1 相关函数加权融合算法原理 |
4.3.2 相关函数加权融合算法在锚杆无损检测仪中的应用 |
4.4 本章小结 |
第五章 锚杆无损检测系统的软件设计 |
5.1 软件设计和编程语言的选择 |
5.1.1 WPF技术 |
5.1.2 C#技术综述 |
5.2 锚杆无损检测软件各个功能模块实现 |
5.2.1 数据读取模块的实现 |
5.2.2 参数设置模块的实现 |
5.2.3 数据实时采集模块的实现 |
5.2.4 数据分析模块的实现 |
5.3 锚杆无损检测系统的测试 |
5.3.1 测试使用的锚杆和测试设备 |
5.3.2 测试结果 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 硬件电路原理图 |
个人简历、在校期间的研究成果及发表的学术论文 |
(10)隧道全长粘结锚杆锚固参数优化及无损检测技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文主要研究内容及方法 |
2 全长粘结锚杆作用机理研究 |
2.1 隧道围岩稳定性 |
2.2 锚杆基本结构与失效方式 |
2.3 全长粘结锚杆受力机制 |
3 隧道锚杆数值模拟及参数优化 |
3.1 工程概况 |
3.2 数值模型建立与参数选取 |
3.3 数值模拟试验方案的选定 |
3.4 锚固参数影响性分析 |
3.5 锚固参数显着性分析 |
3.6 综合分析 |
4 应力波的传播和锚杆无损检测 |
4.1 应力波在一维杆中传播的波动方程 |
4.2 应力波传播规律 |
4.3 锚杆检测内容 |
4.4 锚杆质量评价标准 |
5 工程应用实例 |
5.1 锚杆检测设备 |
5.2 检测数据处理过程 |
5.3 小北山1#隧道实际应用 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
四、高速公路锚杆锚固质量无损检测技术研究(论文参考文献)
- [1]高河煤矿综放工作面沿空留巷锚杆无损检测及支护参数优化[D]. 庞宏. 中国矿业大学, 2020(01)
- [2]基于压电超声导波注浆岩石锚杆局部界面损伤识别研究[D]. 陈摇摇. 沈阳建筑大学, 2020(04)
- [3]基于结构自组织Elman神经网络的锚杆锚固系统质量无损检测研究[D]. 宫世杰. 石家庄铁道大学, 2019(03)
- [4]基于CEEMD信号处理技术的锚杆锚固质量无损检测方法研究[D]. 黄旭升. 昆明理工大学, 2019(04)
- [5]高速公路改扩建既有层状岩质路堑高边坡二次开挖稳定性及支护技术研究[D]. 文军强. 长安大学, 2019(01)
- [6]锚杆无损检测技术在莆炎高速福公隧道的应用研究[J]. 陈秋云. 低碳世界, 2018(05)
- [7]锚杆中宽频导波传播的数值仿真及脱粘检测[D]. 王娜. 太原科技大学, 2016(12)
- [8]非全长粘结锚杆锚固缺陷无损检测原理及方法研究[D]. 张雷. 中国矿业大学, 2016(02)
- [9]基于WPF的便携式锚杆无损检测仪设计[D]. 李伟芳. 石家庄铁道大学, 2016(02)
- [10]隧道全长粘结锚杆锚固参数优化及无损检测技术研究[D]. 窦斌强. 华中科技大学, 2015(06)