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运营隧道衬砌病害雷达成像特征与健康状态评价 指导老师： 一、课题研究背景 ①近年来，由于我国高等级公路、高速铁路的迅速发展，隧道建设任务急剧增加。山岭隧道建设过程中，由于地质环境、施工环境、施工人员素质、施工技术等因素的影响隧道普遍存在病害，直接影响隧道运营期的安全和维护费用。 ②地质雷达检测运营隧道病害在我国已经有所应用，但没有系统的、准确的健康状态评价标准。 二、课题研究的意义与目的 为了保证隧道工程在运营服役期间的安全质量，避免工程事故发生，就必须对服役期间的隧道工程进行全面的质量检测，即使了解隧道病害状态和发展趋势，并做出综合的健康状态评估。 在隧道健康诊断和衬砌质量检测中，地质雷达检测以快速、无损、连续检测，并以实时成像的方式显示探测结果，分析、解释直观方便，加上其探测精度高、样点密、工作效率高等优势而倍受青睐，得到了广泛应用。 总结各种病害振幅谱规律和地质雷达图像特征，给出基于地质雷达图像的隧道健康状态评价标准对于提高地质雷达检测的效率和准确性具有重要意义。 二、课题研究的意义与目的 针对我国交通隧道规模日渐庞大及其存在的诸多病害，鉴于地质雷达无损检测的诸多优点。本项目借助于依托运营隧道或模型隧道的病害状态地质雷达测试结果，并结合已收集整理的运营隧道病害地质雷达检测结果。总结出病害隧道衬砌厚度不足、钢筋或钢架数量不足、空洞、不密实带等结构缺陷的模型解释和地质雷达成像特征。 并依据上述研究成果给出基于地质雷达检测结果的隧道健康状态评价标准。 三、课题研究基础 小组成员方面：项目组成员对分析运营隧道病害状态和评估其健康状态十分感兴趣。通过学习《地质雷达技术实用手册》等教材了解地质雷达无损探测基本原理。对我院所拥有的瑞典MALA公司的地质雷达设备的操作流程和图像解译已较为熟悉，基本原理进行了了解，学习了相关操作视频并且学习了地质雷达常用的检测方法。 仪器设备方面：我院深部矿井建设重点实验室拥有先进的地质雷达设备。 文献资料方面：我校图书馆拥有大量的图书或电子图书资源，另外指导老师处保管有完备的地质雷达使用说明书和操作光盘。 科教实践基地：焦作周边地区有大量的运营隧道，另外还可以在结构大厅制作病害隧道模型以弥补现场病害隧道的不足。 四、拟解决的主要问题 本课题实践过程中主要解决两个问题： ?引入振幅谱法辅助分析地质雷达波规律，提高地质雷达诊断隧道病害的准确性和工作效率。 ?给出基于地质雷达图像的隧道健康状态评价标准。 五、课题研究方案 前期对常见病害类型进行总结，并搜集其地质雷达成像，进行整理分析（拟在2013年8月31日前完成）。 常见病害类型： 1、隧道衬砌厚度不足； 2、隧道衬砌材料缺陷，主要有：混凝土强度离散性大，局部离析严重，模筑混凝士施工过程中出现蜂窝或空洞： 3、在施工过程中由于大塌方而处理不当、回填不实等原因造成衬砌与围岩接触不紧密，使得衬砌受力不合理而过早开裂破坏： 4、由于衬砌开裂地下水渗漏造成对衬砌结构材料的物理和化学腐蚀； 5、由于人为因素的偷工减料，导致该有钢拱架和钢筋缺失。 五、课题研究方案 五、课题研究方案 中期使用学院和地质雷达焦作及周边的隧道或室内隧道病害模型进行检测并对图像进行分析（拟在2014年3月31日前完成）。 后期总结各种病害振幅谱规律和地质雷达图像特征，给出基于地质雷达图像的隧道健康状态评价标准（拟在2014年4月30日前完成）。 六、预期研究成果 （1） 提交各种隧道病害的振幅谱规律和地质雷达图像特征研究报告； （2） 提交基于地质雷达图像的隧道健康状态评价标准研究报告； （3） 提交项目结题研究报告 （4） 公开发表 1~2 篇学术论文。 谢谢观看！ * * * *