硕士论文答辩PPT

1、瑞雷波法探测既有公路路基压实度瑞雷波法探测既有公路路基压实度的应用技术研究的应用技术研究指导老师：曾胜指导老师：曾胜 教授教授答辩学生：李俊答辩学生：李俊瑞雷波法探测既有公路路基压实度的应用技术研究既有公路路基压实度劣化如不及时诊断和治理将导致一系列路基路面病害产生1 1现行主要的路基压实度检测方法不适合在 既有运营高速公路上进行压实度检测2 2瑞雷波法因其检测时无损、便捷的优势被越来越多的用到路基压实度的检测上来3 3需要对瑞雷波法仪器和数据处理方法进行改进才能提高其检测既有公路的适用性4 4探测既有公路路基压实度可以判断运营公路路基状况的好坏，也可以通过压实度计算路基回弹模量来诊断路基使用

2、性能，从而为路基的养护及处治提供依据1 1提高瑞雷波法仪器探测既有公路路基压实度的适用性，改善检测的工作流程，改进数据处理方法，将大大提高检测效率和准确性，促进公路检测及养护技术的发展2 2瑞雷波法探测既有公路路基压实度的应用技术研究论文主要研究内容 结论与展望 瑞雷波法探测既有公路路基压实度数据处理方法研究 瑞雷波法探测既有公路路基压实度分析 绪论 主要研究内容1246瑞雷波法探测既有公路路基压实度适用性优化 3工程实例与分析 51 第一章绪论 压实度对路基的整体质量影响非常大，是路基状况的重要指标，检测路基压实度可以判断路基状况的好坏。 检测压实度可以通过压实度计算回弹模量，路基回弹模量反

3、映路基的承载能力，是路面设计和使用性能评价的重要依据。 2为既有公路路基状况评价及养护、处理提供检测数据依据第二章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度分析 瑞雷波形成地震波在非均匀介质中传播时横波与纵波叠加和干涉形成瑞雷波 瑞雷波基本理论2第二章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度分析 瑞雷波特征勘测原理瑞雷波能量较强、传播速度较慢，且具有频散特性瑞雷波速与介质密实度有密切关系，通过探测瑞雷波速分析介质密实状况通过探测介质瑞雷波速，获取瑞雷波频散曲线，得到不同深度介质通过探测介质瑞雷波速，获取瑞雷波频散曲线，得到不同深度介质的瑞雷波速值，再根据瑞雷波速与压实度的对应关系，可以得到各的瑞雷波速值，再根据

4、瑞雷波速与压实度的对应关系，可以得到各层介质的压实度情况。层介质的压实度情况。 国内外许多学者通过瑞雷波法试验建立了瑞雷波速与干密度的关系，国内外许多学者通过瑞雷波法试验建立了瑞雷波速与干密度的关系，通过现场灌砂法或环刀法实测验证了瑞雷波法检测的准确性。通过现场灌砂法或环刀法实测验证了瑞雷波法检测的准确性。 2第二章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度分析 x现有瑞雷波法检波器操作繁琐，不适合在运营高速公路上工作。现有瑞雷波法检波器操作繁琐，不适合在运营高速公路上工作。 现有瑞雷波法震源人工激振方法效率很低，锤击产生的杂波多、质现有瑞雷波法震源人工激振方法效率很低，锤击产生的杂波多、质量不高，不适

5、合在既有公路上进行检测。量不高，不适合在既有公路上进行检测。 现行瑞雷波法检测工作流程繁琐，费时费力，工作面大，在运营高现行瑞雷波法检测工作流程繁琐，费时费力，工作面大，在运营高速公路上检测不仅影响高速公路的运营，而且潜在很大的安全隐患。速公路上检测不仅影响高速公路的运营，而且潜在很大的安全隐患。 瑞雷波法快速检测车开发研究 瑞雷波法检波器适用性优化 既有高速公路瑞雷波法检测要求 决定瑞雷波探测性能因素 本章主要内容1246瑞雷波法检测参数优选 3瑞雷波法震源系统优化 53第三章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度适用性优化 决定瑞雷波探测性能因素检测参数震源检波器3第三章 瑞雷波法探测既有公路路

6、基压实度适用性优化 路面已经修筑完成且具有较高的强度，要求检波器不能对既有路面路面已经修筑完成且具有较高的强度，要求检波器不能对既有路面进行破坏，又能稳定的接触地面进行破坏，又能稳定的接触地面路面厚度较大、路基压实分层，对瑞雷波法参数设置有特定的要求路面厚度较大、路基压实分层，对瑞雷波法参数设置有特定的要求 运营期间交通量较大，行车速度较快，要求检测效率高、工作面小运营期间交通量较大，行车速度较快，要求检测效率高、工作面小运营公路上采集数据信噪比较低，需进行数据去噪优化处理运营公路上采集数据信噪比较低，需进行数据去噪优化处理3第三章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度适用性优化 在长沙绕城高速公路

7、路基施工过程中埋设事先预制好在长沙绕城高速公路路基施工过程中埋设事先预制好的木箱作为路基空洞病害，用于瑞雷波法检测对比试验的木箱作为路基空洞病害，用于瑞雷波法检测对比试验 路基典型病害埋设 3第三章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度适用性优化 在长沙绕城高速公路预埋路基空洞病害处采用不同道间距和偏移距组在长沙绕城高速公路预埋路基空洞病害处采用不同道间距和偏移距组合进行瑞雷波法探测试验，通过试验结果比较选出最优参数组合，合进行瑞雷波法探测试验，通过试验结果比较选出最优参数组合，得出在既有公路上检测的最佳偏宜距为得出在既有公路上检测的最佳偏宜距为7m7m，最佳道间距为，最佳道间距为0.5m0.5m。

8、 道间距和偏移距优选3第三章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度适用性优化 改造后的检波器接地装置为一块改造后的检波器接地装置为一块10cm10cm10cm10cm的铁板，铁板背面中央的铁板，铁板背面中央 焊接一个螺栓，用来与检波器的丝口紧密相接，在检波器铁板底部焊接一个螺栓，用来与检波器的丝口紧密相接，在检波器铁板底部两个角和对边中间位置焊接三颗螺帽，铁板通过三个脚接触地面，两个角和对边中间位置焊接三颗螺帽，铁板通过三个脚接触地面，改造后的检波器能平稳的在既有公路路面上检测。改造后的检波器能平稳的在既有公路路面上检测。瑞雷波法检波器改造 3第三章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度适用性优化 在长沙

9、绕城高速公路预埋路基空洞路段采用传统检波器和改造后的检在长沙绕城高速公路预埋路基空洞路段采用传统检波器和改造后的检波器分别进行瑞雷波法试验，两者所得瑞雷波速剖面图具有较好的波器分别进行瑞雷波法试验，两者所得瑞雷波速剖面图具有较好的一致性，得出改造后的检波器能满足瑞雷波法检测要求。一致性，得出改造后的检波器能满足瑞雷波法检测要求。改造后检波器性能验证 3第三章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度适用性优化 为了提高震源激振的效率和可控性，研究发明了一种新型的瑞雷波检为了提高震源激振的效率和可控性，研究发明了一种新型的瑞雷波检测仪自动震源，可以预设锤击能量和次数，在有行车干扰检测时能测仪自动震源，可以

10、预设锤击能量和次数，在有行车干扰检测时能暂停锤击，有助于得到干净、高质量的瑞雷波信号暂停锤击，有助于得到干净、高质量的瑞雷波信号 。瑞雷波法震源改造3第三章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度适用性优化 把检波器安装在可伸缩的小车上，小车由把检波器安装在可伸缩的小车上，小车由1212节联动的构架组成，节联动的构架组成，1212个检波个检波器分别安装在这器分别安装在这1212个构架底下。小车通过气泵系统空气压缩传动，按道个构架底下。小车通过气泵系统空气压缩传动，按道间距把检波器移动到设定的位置，滚动探测时，只需小车整体移动一定间距把检波器移动到设定的位置，滚动探测时，只需小车整体移动一定的距离进行下

11、一测点的探测，探测完成后，把小车收拢，便于运输。的距离进行下一测点的探测，探测完成后，把小车收拢，便于运输。 瑞雷波法快速检测车开发研究3第三章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度适用性优化 小车伸缩和检波器升降由气动系统空气压缩传动，气源系统由小车伸缩和检波器升降由气动系统空气压缩传动，气源系统由2.2KW2.2KW空压空压机及调节阀和油水分离器组成。小车所有的工作都通过控制面板来操作。机及调节阀和油水分离器组成。小车所有的工作都通过控制面板来操作。瑞雷波法快速检测车开发研究3第三章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度适用性优化 在水泥公路上选择三个测点进行了瑞雷波法综合快速车和传统的人工瑞雷在水泥

12、公路上选择三个测点进行了瑞雷波法综合快速车和传统的人工瑞雷波探测对比试验，发现两种方法测得的波速曲线图具有较好的一致性，波探测对比试验，发现两种方法测得的波速曲线图具有较好的一致性，证明瑞雷波法快速检测车检测结果满足瑞雷波法探测要求。证明瑞雷波法快速检测车检测结果满足瑞雷波法探测要求。瑞雷波法快速检测车性能验证室内土试件制备试样波速测试 关系曲线标定 一维去噪自动增益调节共振抑制波速与压实度关系曲线标定数据去噪预处理关系标定曲线验证 4第四章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度数据处理方法研究 室内土试件制备 采用静压成型的方法，制作标准试件，试件的压实度分别为采用静压成型的方法，制作标准试件，试

13、件的压实度分别为88%88%、90%90%、92%92%、94%94%及及96%96%，含水率分为为，含水率分为为10%10%、12%12%、14%14%、16%16%及及18%18%，分，分别采用不同压实度和含水率正交制作了别采用不同压实度和含水率正交制作了2525组标准试件组标准试件 4第四章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度数据处理方法研究 试样瑞雷波波速测试 试验采用两道试验采用两道100HZ100HZ高频检波器测试，检波器分别插入试件的端部与中间高频检波器测试，检波器分别插入试件的端部与中间位置，然后在另一端作为触发点进行锤击，通过测得的两道检波器波形位置，然后在另一端作为触发点进行锤

14、击，通过测得的两道检波器波形起跳时间差计算出试件的瑞雷波速。起跳时间差计算出试件的瑞雷波速。 4第四章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度数据处理方法研究 瑞雷波速与压实度关系曲线标定 根据不同含水率时瑞雷波波速与压实度关系曲线图，按照根据不同含水率时瑞雷波波速与压实度关系曲线图，按照4 4种相关数学模型种相关数学模型对瑞雷波速与压实度关系进行标定，得出不同含水率时最佳相关关系式。对瑞雷波速与压实度关系进行标定，得出不同含水率时最佳相关关系式。 4第四章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度数据处理方法研究 4第四章 瑞雷波法探测既有公路路基压实度数据处理方法研究 瑞雷波速与压实度关系标定曲线验证 进行

15、现场试验，根据标定曲线算出各点的压实度，用灌砂法测出现场压实进行现场试验，根据标定曲线算出各点的压实度，用灌砂法测出现场压实度与瑞雷波法反演压实度进行对比，不考虑含水率时反算误差平均值为度与瑞雷波法反演压实度进行对比，不考虑含水率时反算误差平均值为4.01%4.01%，考虑含水率进行压实度反算所得误差相对较小，平均值为，考虑含水率进行压实度反算所得误差相对较小，平均值为3.57%3.57%。5第五章工程实例与分析 耒宜高速公路沿线区域地形主要为丘陵和低山，气候类型为亚热带温带过耒宜高速公路沿线区域地形主要为丘陵和低山，气候类型为亚热带温带过渡型气候，气候随季节变化很大，雨季较集中，从渡型气候，

16、气候随季节变化很大，雨季较集中，从20042004年到年到20142014年交通年交通量逐年增大，重载超载车辆多并呈逐年增加趋势。量逐年增大，重载超载车辆多并呈逐年增加趋势。 通过探地雷达普查，找出耒宜高速公路通过探地雷达普查，找出耒宜高速公路K1798+090K1798+095K1798+090K1798+095左幅行车左幅行车道为路基状况不良路段，采用改进后瑞雷波仪器和方法法对该路段进行道为路基状况不良路段，采用改进后瑞雷波仪器和方法法对该路段进行路基压实度检测。路基压实度检测。 5第五章工程实例与分析 在现场路基取土进行室内试验，采用静压成型制作测试瑞雷波速试件，在现场路基取土进行室内试

17、验，采用静压成型制作测试瑞雷波速试件，试件的压实度分别为试件的压实度分别为86%86%、88%88%、90%90%、92%92%和和94%94%，含水率分，含水率分为为为为14%14%、16%16%、18%18%、20%20%及及22%22%，分别采用不同压实度和含水，分别采用不同压实度和含水率正交制作了率正交制作了2525组标准试件并测得每个试件的瑞雷波速，并对测试组标准试件并测得每个试件的瑞雷波速，并对测试数据进行回归分析，拟合不同含水率下压实度和瑞雷波速的关系曲数据进行回归分析，拟合不同含水率下压实度和瑞雷波速的关系曲线。线。 5第五章工程实例与分析 把现场瑞雷波数据通过一维去噪、自动增

18、益调节和共振抑制进行预处把现场瑞雷波数据通过一维去噪、自动增益调节和共振抑制进行预处理，用处理软件理，用处理软件GoeRwa4.0GoeRwa4.0进行解译，生成深度与波速关系曲线。进行解译，生成深度与波速关系曲线。根据探地雷达探得的路面路基分层信息，对深度与波速关系曲线进根据探地雷达探得的路面路基分层信息，对深度与波速关系曲线进行速度分层，正演拟合计算层速度曲线。行速度分层，正演拟合计算层速度曲线。 5第五章工程实例与分析 根据瑞雷波法探测的瑞雷波速以及测得的测点含水率，反算出随深度根据瑞雷波法探测的瑞雷波速以及测得的测点含水率，反算出随深度变化的压实度情况，绘制压实度剖面分布图，可以从图中

19、判别路基变化的压实度情况，绘制压实度剖面分布图，可以从图中判别路基中压实度较低区域及压实度值。中压实度较低区域及压实度值。 6 结论与展望探测既有公路路基压实度意义重大，瑞雷波法探测既有公路路基压实度探测既有公路路基压实度意义重大，瑞雷波法探测既有公路路基压实度是可行的，但适用性有待改进。是可行的，但适用性有待改进。改造后的检波器用于既有公路路基压实度的检测是可行的，检测精度满改造后的检波器用于既有公路路基压实度的检测是可行的，检测精度满足检测要求。足检测要求。发明的自动震源系统能提高检测的效率和可控性，激发的信号杂波更少，发明的自动震源系统能提高检测的效率和可控性，激发的信号杂波更少，有益数据更加显著。有益数据更加显著。开发的瑞雷