[发明专利]一种隧道衬砌厚度和脱空的声频无损检测方法

说明书

本发明公开了一种隧道衬砌厚度和脱空的声频无损检测方法，包括以下步骤：找到与测试对象区域同等工况下已知厚度H_b或已知脱空的标定区域，采集有效声频信号；通过声频信号频谱分析或时域信号持续震荡周期对声频信号进行波形数据分析，以反射信号的主频值f_b或传播信号持续震荡特性T_d作为判断标准特征值；计算出测试区域的主频值f_c或信号持续震荡周期T_c与相应的特征值f_b或T_d进行比对；对所有测点进行成像，直观呈现整个测试区域质量问题的分布状况。可高效快速地识别隧道衬砌的脱空、厚度不足、内部缺陷等质量问题，准确率高，适用范围广。

技术领域

本发明涉及铁路隧道检测技术领域，具体涉及一种隧道衬砌厚度和脱空的声频无损检测方法。

背景技术

在道路交通的建设当中由于施工过程中可能存在不可抗拒因素产生一系列病害，如脱空、衬砌缺陷、衬砌厚度不足等质量问题，给隧道后期运营埋下了不确定的安全隐患，为了保证隧道施工的质量和运营的安全性，对隧道病害检测的重要性不言而喻，加强隧道病害检测可以为施工提供指导在一定程度上提升改进施工工艺，加强施工质量管理，同时在运营养管过程中及时发现处理安全隐患，该方法属于无损检测领域范畴，对结构无损伤，检测效率高，结果准确易判读，受外结构钢筋界交通环境影响小，可以全面实现隧道衬砌质量检测和评价，为隧道施工和运营维护提供技术支持。

电磁波、冲击弹性波检测是检测缺陷的常用手段，电磁波雷达通过测试在脱空面的反射信号来判断脱空的有无，但电磁雷达波受钢筋、水等影响较大，隧道衬砌内钢筋密布，多数区域含水率高，几乎无法对其有效进行检测。冲击弹性波检测仪器频带宽、无电磁阻抗、信号能量强等优点弥补了电磁雷达受钢筋、水等影响大的不足，具有很强的适用性。

发明内容

为解决隧道衬砌检测效率低的技术问题，本发明提供了一种隧道衬砌厚度、缺陷和脱空的非接触式声频无损检测方法。可高效快速地识别隧道衬砌的脱空、厚度不足、内部缺陷等质量问题，准确率高，适用范围广。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种隧道衬砌厚度和脱空的声频无损检测方法，包括以下步骤：

A、找到与测试对象区域同等工况下已知厚度H_b或已知脱空的标定区域，在标定区域布置一定数量测点，用激振锤或自动激振装置进行敲击，采集有效声频信号；

所述有效声频信号是指信号平滑，无噪声(信号光滑无毛刺)，整体呈阻尼衰减特性。

B、通过声频信号频谱分析或时域信号持续震荡周期对声频信号进行波形数据分析，通过信号主频变化或持续时间变化对隧道衬砌质量进行分析，以反射信号的主频值f_b或传播信号持续震荡特性T_d作为判断标准特征值；

C、在测试区域根据测试需要布置测点，并对测点进行坐标定位和记录，用激振锤或自动激振装置进行敲击，采集有效声频信号，用声频分析系统对波形数据进行处理分析，计算出测试区域的主频值f_c或信号持续震荡周期T_c；

D、将得出的主频值f_c或信号持续震荡周期T_c与B步骤所述相应的特征值f_b或T_d进行比对，并根据C步骤确定好的坐标，对所有测点进行成像，直观呈现整个测试区域质量问题的分布状况。