《拼裝式隧道結構導波頻散特徵及整體剛度反演》是依託同濟大學，由周彪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：拼裝式隧道結構導波頻散特徵及整體剛度反演
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周彪
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
目前，盾構隧道及頂管隧道等拼裝式隧道結構在軌道交通及地下電力管網建設中套用日益廣泛，確保上述設施得到全域、及時和有效的維養對於保障城市安全至關重要。因而，針對拼裝隧道結構開展高效、實時的性能評估方法研究意義重大。由於導波可沿管狀結構長距離傳播，具有測試頻頻寬、傳播特徵明顯等特點，在金屬管道長距離檢測等方面已得到廣泛的套用。為此本課題擬針對拼裝式隧道結構尺寸大、周期性接縫多以及受土體耦合作用影響大等特點，通過建立拼裝結構與土體耦合導波計算模型及頻散關係，結合試驗研究探討導波在拼裝式隧道中的傳播規律及頻散特徵，尋找適用於拼裝隧道大區域評估的最優模態及測試頻帶，提出與此相適應的激勵及特徵提取方法，力圖通過利用模態頻散特徵反演出結構整體剛度，以期通過結合移動檢測和健康監測實現對結構劣化性能評估。研究成果將豐富地下工程波動模擬及分析方法，並為拼裝式隧道高效檢測及結構低成本監測提供理論基礎。
結題摘要
項目針對捷運及電力隧道等地下工程全域、及時和高效的維養需求，將低頻導波測試技術與健康監測網路或移動檢測相結合，為隧道等埋地管狀結構進行全域高效評估提供有效手段，解決傳統手段需大範圍密集布置測點、費用昂貴等難題。項目建立了周期化軌道-隧道-多土層耦合分析模型，最佳化了多層介質筒中筒模型，結合頻散分析方法，獲得了自由隧道典型模態的傳播規律及頻散特徵，分析了其在土體耦合條件下模態截止頻率、相位及其時頻演化規律，給出了適用於盾構隧道大區域性能評估的模態及相適應的激勵及特徵提取方法；開展了大量現場測試技術，提出了基於NExT及HHT、NExT及SSI等模態分離及特徵識別方法，建立了複雜地下振源深度學習及識別算法，解決了複雜振源及土體耦合互動作用條件下振源及傳播特徵識別難題，以此為基礎分析了地下結構典型傳播模態幅值衰減、波速及頻譜等特徵時變規律，給出了複雜環境典型模態特徵識別和提取方法；綜合理論分析及識別方法研究，提出了隧道模態截止頻率及扭轉波速性能評判方法，建立了基於模糊貼近度法的隧道損傷評判方法，解決了盾構隧道大區域整體剛度反演及性能評價難題。項目系統研究了盾構隧道傳播模態模擬方法、複雜環境模態時頻特徵識別及性能評價方法，突破了地下結構在土體耦合條件下典型模態難清、識別及狀態反演方法難明等核心技術，為後續盾構隧道移動檢測和動力健康監測實施提供了理論基礎。
