挡墙质量检测技术与应用VIP免费

挡墙质量检测技术与应用邹正明1，徐干成2，刘文庆1，张宇3（1.安徽省交通投资集团有限责任公司，安徽合肥230011；2.空军工程设计研究局，北京100068；3.中国铁路工程总公司地质物探试验研究中心，河北廊坊065000）摘要：本文简要介绍了高路堑挡土墙质量检测方法与基本原理，并通过具体的工程实例说明这种检测方法的可行性与推广价值。关键词：挡土墙；质量；检测南昆线是一条地形、地质条件极为复杂的山区铁路，切割强烈，地形险峻，区域地质构造作用剧烈，形迹多变，断层规模巨大，高烈度地震区所占线段长而集中，稳定性差的斜坡现代堆积层、碳酸盐岩、膨胀岩土、含煤地层分布广泛。所有这一切构成极为复杂的工程地质条件，从而导致全线地质灾害频繁，类型众多覆盖面广、影响严重的地质灾害主要有：（1）岩溶；（2）膨胀土；（3）斜坡岩土失稳变形；（4）软土。由于地形、地质条件复杂多变，铁路工程中有大量的路基支档建筑物，其中，浆砌片石挡墙因其造价低和就地取材而应用非常普遍。但近年来，由于种种原因，此类挡墙问题十分突出，事故频发，成了影响铁路安全运营的重大隐患。本文以南昆线挡墙质量检测为例，详细叙述了挡墙质量无损检测的方法和原理，分析了挡墙的主要病害及其产生的原因，为建设管理单位整治挡墙病害提供参考。1检测原理1.1探地雷达法检测原理探地雷达法是利用电磁波进行无损检测的物探方法，其方法原理如下（图1）：探地雷达主机通过天线向地下（或挡墙内）发射频率为数百兆赫的电磁波，当电磁波遇到不同媒质的界面时便会发生反射，反射波返回地表面，被接收天线所接收（发射与接收可为同一天线），此时雷达主机记录下电磁波从发射到接收的双程旅行时间Dt。因为电磁波在地下的图1挡墙检测原理示意图传播速度V可从已知介质测定出来，所以可由式（1）求出地下异常体的深度（H）。H=V·Dt/2（1）作者简介：邹正明(1973～)，男，安徽郎溪人，硕士在探地雷达法勘探中，电磁波学位，工程师，主要从事公路工程建设和技术管理工作。通常被近似为均匀平面波，其传播速度V在高阻媒质中取决于媒质的相对介电常数er，即：V=C/re（2）式中，C为真空中电磁波传播速度，C=0.3m/ns；er为媒质的相对介电常数电磁波传播在遇到不同媒质界面时,其反射系数为:R=(1e-2e)/(1e+2e)（3）由式（3）可知,电磁波的反射系数取决于界面两侧媒质的相对介电常数的差异,差异越大，反射系数越大。对于挡墙检测，因挡墙材质与背后填充之间物性差异较大，会形成较强的反射。对于挡墙背后的空洞及挡墙中浆砌片石间的空隙与挡墙材质之间的物性差异更大，因而形成的反射也就更强，这种差异正是探地雷达法探测的基本前提条件表1为本次检测中主要介质的相对介电常数。表1南昆线路堑挡墙砌筑材料介电常数表介质电导率（s/m）相对介电常数水26103~1081砂（干）3710~104～6砂（饱和）2410~1030粘土（饱和）1~1018～12灰岩（干）6107灰岩（湿）210~5.28～12砂岩（干）4104.12.6砂岩（湿）3109.62.5混凝土8910~106～91.2声波法检测原理介质的声学特性与其结构及物理力学特性有关，地质体（包括混凝土结构）因其岩性、结构特征、力学特性等因素具有不同的声学特征，通过测试岩体及混凝土的声学性质并加以处理解释判断其物理学特征及构造(或缺陷)，从而进行岩体的质量分级，工程应力分析及稳定性评价。声波是用人工激发频率在数赫兹至数百赫兹的弹性波，向被测介质（墙体）传播，观测声波在介质中的传播特性，分析确定介质的物理力学性质。根据波在介质中的传播特性可知，声波传播速度与混凝土砌体的密实程度、完整性有直接关系。对于原材料、配比、测试距离一定的砌体，声波速度高，则砌体密实，完整性好。反之则说明墙体存在病害问题。当砌体有裂缝、空洞存在时，破坏了砌体的整体性，声波速度将明显降低。由于空气与砌体有明显的声阻抗差，声波在砌体中传播时遇到蜂窝、空洞、裂缝等缺陷时，将在缺陷界面发生反射，散射和绕射，声波能量被衰减，其中频率较高的成分能量衰减更快。因此，接收信号的波幅和频率明显降低，频谱中高频成分明显减少。分析检测墙体波速的大小、...