土石混填路基压实质量的电震综合成像诊断方法技术

本发明专利技术涉及一种土石混填路基压实质量的电震综合成像诊断方法，该方法包括下列步骤：１）对土石混填路基进行震动成像测试；２）对土石混填路基进行视电阻率成像测试；３）对所获得的测试信号进行分析处理；４）对路基波速、视电阻率的分布进行成像反演获得路基波速图像和视电阻率图像；５）对路基压实度的分布进行计算获得压实度图像；６）根据压实度图像对路基压实质量进行诊断。本发明专利技术的技术效果是：能广泛适用于填土路基、土石混填路基、填石路基；测试深度能达到４０米；扫描断面成像、立体控制，测试可靠性高；测试精度达到±２％；测试速度快，现场测试、即时微机自动处理、即时获得成像诊断结果５０分钟／５０米断面；直接在表面进行无损检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及公路质量检测方法，尤其是涉及一种。
技术介绍
近年来，随着高速公路在西部的快速发展，在山区及丘陵地区的高速公路建设中，会遇到大量的高填方路堤(占公路的总里程至少在30％以上)，其压实质量直接影响到公路的修筑质量及其使用寿命。而目前我国公路路基压实度检测的传统方法有灌砂法、核子测定法、环刀法等，这些方法仅适用于填筑集料粒径小、厚度较薄的填土路基压实质量检测。对于填方路基中80％以上是土石混填和填石路堤，由于其填料的粒度变化大、含水量又很不均匀，从而使得现有的压实度测试方法受到相当的限制。因而如何有效评价公路土石混填路堤的压实质量并实时修正压实方案已成为我国公路填方路堤修筑技术中亟待解决的关键技术问题。2002年申请者基于学科交叉完成了“公路土石混填路堤压实度快速波动检测技术的研究”，开发土石混填路堤压实度波动检测实用技术。该技术在很大程度上改进了传统方法的缺陷。但是该技术仍然达不到对压实质量进行全方位诊断的目的。
技术实现思路
本专利技术借鉴医学CT技术的机理，采用电震联合测试，专利技术了。在土石混填路基表面实施电法和震动的联合无损测试，通过Radon正反演理论进行测试信号的成像反演，获取土石混填路基内部的物性指标的CT扫描图像，再利用土石混填材料在不同压实状态下的电震的不同响应，从而获得土石混填路基压实度的CT切片图像。利用该图像便可对土石混填路基压实质量进行全方位诊断。本专利技术的具体技术方案为一种，其特征为该方法包括下列步骤1)对土石混填路基进行震动成像测试；2)对土石混填路基进行视电阻率成像测试；3)对步骤1)和步骤2)所获得的测试信号进行分析处理；4)对路基波速、视电阻率的分布进行成像反演，获得路基波速图像和视电阻率图像；5)对路基压实度的分布进行计算，获得压实度图像；6)根据压实度图像对路基压实质量进行诊断。本专利技术的有益技术效果是能广泛适用于填土路基、土石混填路基、填石路基；测试最大深度能达到40米；扫描断面成像、立体控制，因而测试可靠性高；测试精度能达到±2％；测试速度快，能实现现场测试、即时微机自动处理、即时获得成像诊断结果50分钟/50米断面；测试方便，直接在表面进行无损检测。附图说明图1为本专利技术的方框图；图2为震动成像测试原理图；图3为视电阻率成像测试原理图；图4为厚度为3米的土石混填路基的成像结果图。附图中土石混填路基1，拾震器或检波器2，震源3，锤4，信号线5，数据采集与分析器6，供电电极A、B，测量电极7，直流电源8，电源线9。具体实施例方式参见附图1，一种，该方法包括下列步骤1)对土石混填路基进行震动成像测试；2)对土石混填路基进行视电阻率成像测试；3)对步骤1)和步骤2)所获得的测试信号进行分析处理；4)对路基波速、视电阻率的分布进行成像反演，获得路基波速图像和视电阻率图像；5)对路基压实度的分布进行计算，获得压实度图像；6)根据压实度图像对路基压实质量进行诊断。现场震动成像测试现场震动成像测试方法参见附图2，测试步骤为1)在土石混填路基表面放置6-12只震动拾震器或检波器，震动拾震器或检波器在一条直线(测线)上，将信号线连接到数据采集与分析器；各震动拾震器(或检波器)的间距与测试深度有关，测试深度越大，间距越大。各检波器之间的间距可以相等，也可以不等。2)在测线两端一个检波器间距处采用锤击震源进行锤击，两端各一次，同时数据采集与分析器采集数据。视电阻率成像测试视电阻率成像测试原理参见附图3，测试步骤为1)在土石混填路基表面插入供电电极A和B，AB的距离覆盖整个被诊断的路基范围，并将电极接通直流电源；2)在供电电极中间约三分之一的范围内插入测量电极对并在测线上按等间距进行移动，测量电极之间的距离与每次移动的距离相等，同时数据采集分析器进行数据采集。将震动成像测试和视电阻率成像测试所获得的测试信号进行分析处理 测试信号首先采用切除、滤波、谱分析等常规方法进行预处理，然后采用下式进行有效信息提取处理ψ^(ω)=e-i(ω/2)ω4Σ8(ω2+π)Σ8(ω)Σ8(ω2)----(1)]]>式中Σ8(ω)=N1(ω)+N2(ω)105(sinω2)8]]>N1(ω)=5+30(cosω2)2+30(sinω2)2(cosω2)2]]>N2(ω)=2(sinω2)4(cosω2)2+70(cosω2)4+23(sinω2)6]]>∑8(ω)是Σ2(ω)=1/4sin2(ω2)]]>的6阶导数。 为母小波函数的频谱函数(特征尺度函数)。ω为角频率。对路基波速、视电阻率的分布按下式进行成像反演，获得路基波速图像和视电阻率图像∂TI=Σj=1N(∂Ti∂Vj)|VjR∂Vj]]>∂t1=Σj=1NΣk=1N1(∂a0k∂Vj∫Sik(1VR2(r→)k)ds+∂Vxk∂Vj∫Sik(1V2R(r→)k)ds+∂Vzk∂Vj∫Sik(-zV2R(r→)k)ds)∂Vj]]>式中T1为走时残差向量；tj为走时残值； 为参考模型速度分布。Vx，Vz分别为x、z方向的速度梯度；Vj为模型速度修正向量；a0为单元速度。定义雅可比(Jacobi)系数Lik0=∫sik(-1VR2(r→)k)ds]]>Lik1=∫sik-XVR2(r→)kds]]>Lik2=∫Sik-ZVR2(r→)kds]]> Jacobi系数∂Ti∂Vj=Σk=1Ni(∂a0k∂VjLik0+∂Vxk∂VjLik1+&PartialD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土石混填路基压实质量的电震综合成像诊断方法，其特征为：该方法包括下列步骤：１）对土石混填路基进行震动成像测试；２）对土石混填路基进行视电阻率成像测试；３）对步骤１）和步骤２）所获得的测试信号进行分析处理；４）对路基波速、视电阻率的分布进行成像反演，获得路基波速图像和视电阻率图像；５）对路基压实度的分布进行计算，获得压实度图像；６）根据压实度图像对路基压实质量进行诊断。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明阶，
申请(专利权)人：重庆交通学院，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]