探测隧道衬砌与围岩接触状态的圆形冲击回波仪及其用法制造技术

本发明专利技术公开一种探测隧道衬砌与围岩接触状态的圆形冲击回波仪，所述圆形冲击回波仪包括：仪器主机1、数据处理模块2、圆形冲击波接收装置3、电磁铁激震源4、触发器5和仪器主体6；所述仪器主机1用于控制所述数据处理模块2、所述圆形冲击波接收装置3、所述电磁铁激震源4和所述触发器5；所述仪器主机1、所述数据处理模块2设置在所述所述仪器主体6上部；所述圆形冲击波接收装置3、所述电磁铁激震源4和所述触发器5设置在所述仪器主体6下部；本发明专利技术实施例具有测试精度高、分辨能力强、测试效率高的可应用于探测隧道衬砌与围岩接触状态的圆形冲击回波仪，从而保障隧道建设及运营的科学性和安全性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
探测隧道衬砌与围岩接触状态的圆形冲击回波仪及其用法


[0001]本专利技术涉及隧道工程检测
，特别涉及一种探测隧道衬砌与围岩接触状态的圆形冲击回波仪及其使用方法。

技术介绍

[0002]隧道在投入运营后，由于在地质条件、地形条件、自然灾害、设计、建设、管理等诸多环节中存在不利因素，往往会出现各种不同程度的病害，如衬砌变形、裂纹损伤、碳化腐蚀、衬砌背后脱空等。隧道衬砌与围岩不良接触为常见的重要病害，它会改变衬砌结构的受力状态，并进一步诱发其他病害，影响隧道结构安全。
[0003]目前，冲击回波法在桩基及混凝土板等结构中应用较为广泛，但在隧道衬砌与围岩接触状态的检测中应用较少，相应的研究尚处于起步阶段。因为隧道结构埋于地层中，周边环境更为复杂，使用冲击回波法在检测过程中容易受到较多的干扰因素，如地层条件、地下水位等，因此该方法在隧道检测应用中面临更高的挑战。目前，利用冲击回波法在隧道衬砌与围岩接触状态的检测中存在如下主要问题：
①ꢀ
简单将冲击回波法在混凝土板结构检测中的经验应用于隧道衬砌检测，忽略了围岩、衬砌结构、接触状态参数等因素影响；
②ꢀ
利用冲击回波法检测隧道衬砌与围岩接触状态时，仅可对有、无空洞情况进行定性判断，而无法识别空洞大小及范围，并且对于松散不密实接触状态检测效果欠佳；
③ꢀ
在隧道衬砌与围岩接触状态检测中，尚未有简便、快捷、有效的冲击回波法检测仪器。
[0004]目前隧道衬砌与围岩接触状态检测常规手段为地质雷达，但是其存在易受钢筋干扰、探测深度浅等弊病。本专利技术利用冲击回波法在混凝土结构缺陷检测中灵敏度、可靠度、辨识度高的特点，为提高衬砌空洞病害的检测效率，检波器成对、对称布置，可实现衬砌空洞病害位置快速定位。由此，提出圆形冲击回波仪，并将其应用于隧道衬砌与围岩接触状态检测，具有操作方便、检测深度大、效率高等特点。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种探测隧道衬砌与围岩接触状态的圆形冲击回波仪及其使用方法，具有测试精度高、分辨能力强、测试效率高的可应用于探测隧道衬砌与围岩接触状态的圆形冲击回波仪，从而保障隧道建设及运营的科学性和安全性。其具体技术方案如下。
[0006]根据本申请的一个方面，一种探测隧道衬砌与围岩接触状态的圆形冲击回波仪，所述圆形冲击回波仪包括：仪器主机1、数据处理模块2、圆形冲击波接收装置3、电磁铁激震源4、触发器5和仪器主体6；所述仪器主机1用于控制所述数据处理模块2、所述圆形冲击波接收装置3、所述电磁铁激震源4和所述触发器5；所述仪器主机1、所述数据处理模块2设置在所述所述仪器主体6上部；所述圆形冲击波接收装置3、所述电磁铁激震源4和所述触发器5设置在所述仪器主体6下部。
[0007]进一步地，所述数据处理模块2中设置有操作系统，所述操作系统为采集处理一体
式软件USEP系统，用于对数据的处理，以使得所述数据呈现二维图像与三维图像显示，在所述二维图像中可查看波形图、密度图、等值线图。
[0008]进一步地，所述圆形冲击波接收装置3包括9通道的接收检波器组，所述接收检波器组按圆形等距排布设置在所述主体6下部。
[0009]进一步地，在所在地圆中心激发所述电磁铁激震源4产生标准震源，所述仪器主机1接收到同步触发信号后，采集以圆形排布于激发点周围的检波器信号。
[0010]进一步地，所述数据处理模块2处理所述仪器主机1所接收到的检波器信号，并将处理后的检波器信号反馈给所述仪器主机1，所述仪器主机1通过无线通讯的方式向外部系统发送所述处理后的检波器信号。
[0011]根据本申请的另一个方面，提供一种用于使用如上任一所述的圆形冲击回波仪。
[0012]进一步地，包括：计算获得在所在地的圆中心；将所述圆形冲击回波仪的所述电磁铁激震源4设置位于所述圆中心的上方；启动所述所述圆形冲击回波仪，选择所需建立通讯的所述外部系统并与所述外部系统建立通讯连接；操作处理所采集的所述检波器信号。
[0013]综上所述，本专利技术的有益技术效果为：目前，利用冲击回波法在隧道衬砌与围岩接触状态的检测中存在如下主要问题：
①ꢀ
简单将冲击回波法在混凝土板结构检测中的经验应用于隧道衬砌检测，忽略了围岩、衬砌结构、接触状态参数等因素影响；
②ꢀ
利用冲击回波法检测隧道衬砌与围岩接触状态时，仅可对有、无空洞情况进行定性判断，而无法识别空洞大小及范围，并且对于松散不密实接触状态检测效果欠佳；
③ꢀ
在实际隧道衬砌与围岩接触状态检测中，尚未有简便、快捷、有效的冲击回波法检测仪器。
[0014]隧道衬砌与围岩接触状态检测具有极强的隐蔽性和不确定性，可引发一系列次生病害，如衬砌结构承载力降低、结构破坏、隧道坍塌等，严重危害衬砌结构的安全稳定。利用圆形冲击回波仪，不仅为衬砌背后空洞、不密实等不良接触状态尺寸、范围的精确化定位及识别提供有效手段，也可为隧道施工及安全运营保驾护航。
[0015]因此，为及时发现隧道衬砌与围岩不良接触状态，避免次生结构病害的发生，围绕隧道工程建设所需，本专利技术实施例提出一种具有测试精度高、分辨能力强、测试效率高的可应用于探测隧道衬砌与围岩接触状态的圆形冲击回波仪，从而保障隧道建设及运营的科学性和安全性。
附图说明
[0016]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图 1 示出了本申请实施例提供的探测隧道衬砌与围岩接触状态的圆形冲击回波仪的结构示意图；图 2 示出了本申请实施例提供的探测隧道衬砌与围岩接触状态的圆形冲击回波仪的使用方法的流程示意图。
具体实施方式
[0017]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0018]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0019]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种探测隧道衬砌与围岩接触状态的圆形冲击回波仪，其特征在于，所述圆形冲击回波仪包括：仪器主机（1）、数据处理模块（2）、圆形冲击波接收装置（3）、电磁铁激震源（4）、触发器（5）和仪器主体（6）；所述仪器主机（1）用于控制所述数据处理模块（2）、所述圆形冲击波接收装置（3）、所述电磁铁激震源（4）和所述触发器（5）；所述仪器主机（1）、所述数据处理模块（2）设置在所述所述仪器主体（6）上部；所述圆形冲击波接收装置（3）、所述电磁铁激震源（4）和所述触发器（5）设置在所述仪器主体（6）下部。2.根据权利要求1所述的圆形冲击回波仪，其特征在于，所述数据处理模块（2）中设置有操作系统，所述操作系统为采集处理一体式软件USEP系统，用于对数据的处理，以使得所述数据呈现二维图像与三维图像显示，在所述二维图像中可查看波形图、密度图、等值线图。3.根据权利要求2所述的圆形冲击回波仪，其特征在于，所述圆形冲击波接收装置（3）包括9通道的接收检波器组，所述接收检波器组按...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶子剑，叶英，张博群，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：