一种基于多尺度虚拟单元法的道床脱空形态识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多尺度虚拟单元法的道床脱空形态识别方法，属于地铁结构健康监测领域。步骤包括：一、实测端布置，在道床表面布置应变传感器，获取对应测点处的应变值信息；二、模拟端布置，根据地铁结构实际参数信息构建列车‑轨道‑隧道多尺度虚拟单元法‑有限单元法耦合模型；三、脱空形态识别，模拟端的道床脱空区域进行模拟，通过实测端应变值数据对模拟结果进行优化，最终经过反复迭代模拟出道床剥离脱空沿隧道轴向的空间分布状态、以及脱空形状，相比于现有技术，本发明专利技术的基于多尺度虚拟单元法的道床脱空形态识别方法实现了对地铁运营中的道床脱空形态的三维呈现，具有很大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多尺度虚拟单元法的道床脱空形态识别方法
本专利技术属于地铁结构健康监测领域，更具体地说，涉及一种基于多尺度虚拟单元法的道床脱空形态识别方法。
技术介绍
近年来，随着轨道交通行业的发展，在各大城市中越来越多的地铁已投入运营，伴随着运营里程的增加，为保证行车安全，对地铁隧道运行健康状态的实时监测十分重要。地铁道床的脱空是整体道床常见病害之一，且脱空现象都位于道床底部，位置隐蔽，不易探测，通常的检测方法有三种，一是利用超声波或地质雷达无损监测的方法，但是此方法设备仪器昂贵且效果不佳；二是利用道床钻芯取样或者剖离嵌缝人工测量的方法，此方法虽直观但是会对道床产生破坏；三是利用静力水准仪直接测量有无荷载时道床沉降量与没有剖离脱空的道床进行对比来推算剖离脱空，此方法可行但是只是作为推算是否存在道床剖离脱空的一种方法，受外界环境影响大；以上三种方法均无法有效进行道床脱空形态的识别检测。目前，有企业在隧道结构内部或表面设置加速度传感器，利用加速度传感器数据，进行道床脱空量评估，如中国专利公开号：CN108226288A，公开的一种地铁隧道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多尺度虚拟单元法的道床脱空形态识别方法，其特征在于，步骤如下：/n一、实测端布置：/n在道床上表面布置应变传感器，获取对应测点处的应变值；/n二、模拟端布置：/na1、根据实测端列车参数信息，在模拟端构建列车模型；/na2、根据实测端轨道参数信息，在模拟端构建轨道模型；/na3、根据实测端轨道板、道床和隧道参数信息，在模拟端分别构建轨道板模型、道床模型和隧道模型；/na4、采用裂缝尖端应力-张开位移的内聚力断裂本构模拟道床隧道交界面；/n三、脱空形态识别：/nb1、针对一处测点设定一组道床隧道交界面的初始参数值G1、G2、G3、N1、N2、N3、M1、M2和M3，其中，/nG1为法...

【技术特征摘要】
1.一种基于多尺度虚拟单元法的道床脱空形态识别方法，其特征在于，步骤如下：
一、实测端布置：
在道床上表面布置应变传感器，获取对应测点处的应变值；
二、模拟端布置：
a1、根据实测端列车参数信息，在模拟端构建列车模型；
a2、根据实测端轨道参数信息，在模拟端构建轨道模型；
a3、根据实测端轨道板、道床和隧道参数信息，在模拟端分别构建轨道板模型、道床模型和隧道模型；
a4、采用裂缝尖端应力-张开位移的内聚力断裂本构模拟道床隧道交界面；
三、脱空形态识别：
b1、针对一处测点设定一组道床隧道交界面的初始参数值G1、G2、G3、N1、N2、N3、M1、M2和M3，其中，
G1为法向刚度，G2为轴向刚度，G3为环向刚度，N1为抗拉强度，N2为轴向抗剪强度，N3为环向抗剪强度，M1为Ⅰ型断裂能，M2Ⅱ型断裂能，M3为Ⅲ型断裂能；
b2、依据初始参数值，在模拟端通过计算得到对应测点的应变值，并与实测端测点的应变值进行比较，得到相关系数R；
b3、若R＜0.95，则返回b1，重新设定一组初始参数值，并进行后续步骤，直到R≥0.95；
若R≥0.95，则认为该组初始参数值下模拟端测点处的道床脱空形态是可信的，结束迭代，确定道床脱空形态。


2.根据权利要求1所述的一种基于多尺度虚拟单元法的道床脱空形态识别方法，其特征在于：步骤一中，若干应变传感器布置于道床上表面，相邻应变传感器的横向间距为2.8～3.0m，纵向间距...

【专利技术属性】
技术研发人员：金浩，郑军，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32