基于复杂介质的非金属管线电法探测技术与应用

对于大埋深非金属管线而言，其上覆盖层具有介质复杂、厚度大的特点，在对这类管线进行探测时，数据的解译和分析是一大难题。针对大埋深非金属管线探测的技术难题，首先开展基于复杂介质的杂填土、块石和非金属管线建模技术研究，采用数值模拟和现场试验研究了多种复杂介质条件下的非金属管线电性响应特征，并将研究成果成功应用到岳阳市白石岭路大埋深玻璃钢材质供水管道的探测中。结果表明：基于复杂介质的非金属管线模型更加符合实际，模拟的结果对于实际的工程应用具有很好的借鉴作用，高密度电法对于非金属管线探测响应特征明显，应用效果良好。     

管线仪探测盲区的解决方案探讨

近年来,管线探测技术在工程建设中的作用日益重要,而管线探测仪无疑是管线探测作业中最常用、最经济的仪器设备。但管线仪是利用电磁理论工作、间接判释地下管线空间位置的仪器,受仪器本身的限制,对于非金属管道、不能通过发射机激发形成电流回路的金属管道、甚至深埋金属管道,常常无能为力,即管线仪在管线探测作业中存在一定的"探测盲区"。文章从理论出发,结合多年经验和多件实例对利用管线仪探测地下管线的探测盲区进行总结,并提出有效的解决方案进行探讨。     

探地雷达在地下管线探测工程中的应用

城市地下管线错综复杂,部分管线由于年代久远、埋深大、非金属材质及小管径等特征,难以探测,导致施工破坏地下管线的事故时有发生.探地雷达是探测地下疑难管线有效的地球物理探测方法之一.笔者介绍了探地雷达工作的基本原理,对探地雷达关键技术进行了简要分析,通过两个工程实例分析了探地雷达在地下管线探测工程中的应用.工程应用结果表明,探地雷达对于地下金属或非金属管线的探测效果明显,其对管线的定位和定深在地质勘察、工程施工中具有指导意义,为保障城市地下管线安全起到了积极作用.     

长输管线工程埋深不足问题的研究

西南成品油长输管线工程管道埋深不能完全达到设计要求.简要介绍了管道工程的施工程序,分析了施工中发生的埋深不足问题,并为此提出了回填夯实、加高回填面形成土坎、混凝土预制块护管及水工保护等整改处理措施,并针对管沟回填后进行浅埋点处理施工及协调难度较大这一问题提出了建议.     

城镇区域复杂多样化条件地下管线探测难点分析与对策

随着城市化的推进,城镇区域的地下管线趋于复杂化和多样化,复杂多样化条件下的地下管线探测工作中存在有近距离平行管线、非金属管线和大埋深管线的探测难点。文章分析了3种探测工况探测困难的原因,梳理了能够解决地下管线探测难点的部分对策和研究,总结了应对日渐复杂的城镇区域地下管线探测工作的思路,即探索针对性的探测技巧和探测策略,更新对目标特征信号的处理方法,采用针对性的探测方法。     

夹角和偏移距对岩溶区高密度电法响应特征的影响试验研究

高密度电法是岩溶区隐患探查的重要手段,考虑到岩溶管道走向多变、现场测线布设偏离异常体等问题,为利用高密度电法实施岩溶区溶洞及岩溶管道等异常空间分布精确探测及准确定位,开展了高密度电法的旁侧响应研究。通过构建室内水槽试验模型,采用比值处理手段,研究并探讨了不同走向、不同深度的岩溶管道以及同一埋深下的溶洞模型逐渐偏离探测断面过程中的电场响应规律。结果表明:岩溶管道与测线夹角从60°到30°的响应特征减弱幅度较从90°到60°明显;随着岩溶管道与测线之间夹角减小,探测到异常中心位置处的电阻率值逐渐变小,但其两侧电阻率值有所升高;溶洞模型逐渐偏离测线的过程中,异常区域逐渐下移但其顶部比底部下移明显。研究成果有效掌握并利用旁侧效应的特征和规律,从而为野外测线的合理布置及地质解译提供参考。     

唐山市乐亭工业区供水管线工程地质问题分析及评价

<正>1.工程概况唐山市乐亭工业区供水管线自滦县岩山渠首引水枢纽开始,采用埋设两条输水干管方式,基本沿滦河右堤内侧滩地布置,经滦县、滦南县至乐亭新区水厂,输水管线总长约58km。设计管道埋深1.5m左右,管径1.4m,拟采用钢管或混凝土预制管。     

高密度电阻率法在尾矿坝隐患探测中的应用

阐述了高密度电阻率法探测原理,并用其对江西某矿山尾矿坝的灾害隐患进行了探测,查明了坝址的渗漏位置、规模及埋深,实践证明该探测方法是尾矿坝隐患探测的有效手段.     

黄河大堤裂缝探测技术研究

堤坝裂缝部位与无裂缝部位之间存在明显的电性差异，为采用直流电法探测堤 良好的物理前提。本文着重研究了中间梯度法，对称四极剖面法和高密度电阻率法三种方法探测黄河大堤裂缝的原理及实施要点。分析表明，中间梯度法和对称四极剖面法的视电阻率曲线特征、高密度电阻率法的视电阻率等值线剖面图及等级断面图，可判定裂缝位置、埋深、下延深度及走向。探测实例说明，不垢探测结果是一致的，并与开挖结果相符合。     

雷达探测仪在给水管道检漏上的应用

雷达技术应用于地质构造探测已有30多年历史,1989年日本开始用于给水管道检漏,1990年成都市自来水公司引进美国SIR-3型雷达探测仪进行试验性探测。本文主要介绍该仪器作用原理和使用方法。同时对市场上现有机型、部件组成和适用范围作了简介。并对该仪器用于探测给水管道位置、埋深、漏水点和不均匀沉降等方面的性能作了评价。     

季节性冻土区管道浅埋换填防冻模式研究

输水管道是节水灌溉工程建设的重要组成部分,管道铺设模式不仅直接影响到节水灌溉工程的投资和施工进度,同时还影响工程的直接效益和使用寿命。本文中通过在低温实验室进行PE管浅埋模型试验,获得了不同管道埋深、保温措施、回填措施和换填措施等条件下管道内温度和管道变形的动态变化过程。试验结果表明:不同换填措施、保温措施对管道内温度影响不大,而管道埋深和回填措施对管道内温度影响显著,适当增加管道埋深,管内温度升高,EPS轻质土回填的保温效果好于珍珠岩散料轻质土回填措施。在管道变形方面,炉渣换填措施略优于砂土换填措施,适当增加管道埋深,管道变形明显减小。与设置换填措施、回填措施和保温层的复杂工况处理相比,采用炉渣换填和回填措施的裸管,可以达到较好的防冻效果。综合考虑冻土区机械耕作等需要和防冻措施的经济可行性,推荐80 cm埋深的炉渣换填回填模式作为季节性冻土区(冻深2.3 m)PE管道的浅埋模式。     

管道埋深对管土耦合应力的影响规律浅析

考虑管土间应力的耦合特性、管道在动力作用下强烈的非线性特征等,讨论了管土耦合应力在各种典型工况下受管道埋深因素影响的变化规律.结果表明:管道埋深对管土耦合应力起着重要的影响作用,为管道系统的可靠性设计和正常运行的动态控制提供了必要的计算实例及技术依据.     

含冷却水管混凝土坝温度计埋设位置优选

在水工混凝土坝温控过程中, 以温度计实测温度表征混凝土浇筑仓的平均温度, 则可方便准确地监控混凝土浇筑仓的温度。结合1.0 m×1.0 m, 1.5 m×1.5 m, 1.0 m×1.5 m, 2.0 m×1.5 m四种典型水管间距的混凝土棱柱体模型, 首先采用水管冷却有限元法进行温度场仿真计算, 接着选取含冷却水管混凝土模型典型截面, 并通过引入四边形12节点等参单元来简化获取截面内任意点温度, 然后建立温度计位置优选模型, 最后采用优化算法求解获得最优的温度计几何位置。算例分析表明, 在混凝土浇筑仓内存在多个位置的温度历程与浇筑仓平均温度历程接近, 1.0 m×1.5 m截面的温度计位置分布近似为线性分布, 其他截面为抛物线分布。在这些位置处埋设温度计, 所测温度可较好地表征浇筑仓的平均温度, 供温度监控参考。     

模拟混凝土水管冷却效应的直接算法

本文提出了模拟混凝土水管冷却效应的直接算法,该法根据混凝土和冷却水管间热量交换平衡条件,建立同时以混凝土内部温度和冷却水管结点温度为未知量的有限元直接求解方程,克服了常规迭代解法需计算水管周边混凝土温度梯度的缺点。经典型算例验证,该方法简单可行,可应用于实际工程中冷却水管的直接模拟。     

大温差、干寒地区日照对混凝土箱梁的影响规律

为研究大温差、干寒地区日照对保存在预制场的混凝土箱梁的影响规律,首先对原材料进行了检测,利用混凝土抗裂环,给出了日照养护与无日照养护条件下混凝土抗裂性的优劣;同时测试了在日照养护与无日照养护下混凝土的强度变化规律及强度损失,将得到的结果与标准养护下的结果进行了对比分析;然后,测试了预制箱梁在预制场保存期间的温度场变化规律,给出了不同时间段的温度变化梯度。得出结论:①日照可以提高混凝土的强度,但是会对混凝土的抗裂性产生不利的影响;②日照作用下混凝土的抗拉强度和抗压强度损失都大于无日照养护下的混凝土;③存放于露天梁场的混凝土箱梁一天内的日照温度梯度在不断发生变化,在下午14:00时变化幅度达到最大。     

冲击回波法检测混凝土内部缺陷的有限元仿真分析

为了探究混凝土结构在瞬时冲击荷载作用下的响应特征以及应力波在混凝土介质中的传播规律和影响因素,进一步完善冲击回波法检测理论和提高混凝土缺陷检测与识别精度,基于ADINA有限元分析软件,设计构建了一系列有缺陷和无缺陷的混凝土板结构有限元模型,运用动力有限元分析理论,对混凝土结构冲击回波响应特征以及弹性应力波传播的动力学特征进行数值仿真分析。结果显示:混凝土板内有缺陷存在时,板厚对应频率均向低频漂移,且方形空洞比圆形空洞引起的漂移量稍大;当缺陷埋深超过缺陷横向尺寸3倍以上时,分析结果的偏差会陡然增大;对埋深小于10 cm的浅表层缺陷,其偏差值较大。结果表明,有限元仿真分析直观地展现了应力波在混凝土介质中的动态传播过程以及波场与缺陷体相互作用的规律,仿真分析结果与应力波传播基本理论及物理模型试验结果基本一致,验证了本有限元模型的合理性以及数值仿真分析方法的适用性和可行性。     

大地电磁测深法在深埋隧洞勘察中的应用

针对大深埋超长越岭隧洞埋深大、地质与水文地质条件复杂、地面自然条件复杂严苛等问题,为了在隧洞建设中现场勘察隧洞沿线的工程地质条件和水文地质特征,选择对地形适应性较强、探测深度大、具有一定探测精度的大地电磁测深法,结合部分隧洞工程勘察实例分析了不同岩性、断裂构造特征、岩体富水性和围岩类别的电磁特性,并利用施工开挖和钻探等方法对勘察精度和可靠性进行比较。据此,总结提出了判别标准,同时也分析了该方法的适用条件和局限。结果表明:电阻率很低的软岩岩体富水性一般较强,硬岩地下水活动强烈的岩体电阻率主要受地下水性质控制,岩石强度和完整性的影响微弱。随着埋深加大地应力会逐渐提高,岩体压密导致电阻率逐渐提高,不宜采用浅部的电阻率指标判断深部岩体的富水性。软岩Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类围岩按电阻率分类标准分别为200Ω·m、50~200Ω·m、50Ω·m;硬岩优于Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类围岩按电阻率分类标准分别为5 000Ω·m、1 000~5 000Ω·m、100~1 000Ω·m、100Ω·m。大地电磁测深法是深埋地下工程较为有效的勘察手段,可供类似隧洞工程参考借鉴。     

基于层次分析法的长距离输水工程管材适应性评价

大口径长距离输水管道是当前水资源调配的主要手段,在保证水质、管材及线路选择、施工灵活性等方面相对于渠道输水有着较大优势。长输管道工程中管材的选择对工程的运行安全和工程造价至关重要。本文详细分析了钢管、预应力钢筒混凝土管等管材特点,基于层次分析法理论（AHP）,建立了长距离输水工程管材适应性评价指标体系,以新疆某长距离输水管道工程为实例,针对钢管、球墨铸铁管、预应力混凝土钢筒混凝土、PVC管等不同管材的适应性进行评价,对比分析最终确定了管道最优选取方案。该方法能科学的评价管材适应性,对于长距离输水工程管材选型设计具有重要的工程应用价值。     

地下输水软管变形量实测方法研究

依据金属材料弹性应变规律和电测技术,提出用电测法实施遥测地下受压小孔径软管变形量的实用新方法.分析及实际应用结果表明:该方法有效地解决了实测此类软管变形量的技术难题,可为农田排、灌水软管规格选择研究及埋管方式、埋管深度设计提供准确的基础数据     

带有冷却水管的混凝土温度场热学参数反演

由试验或经验公式求得的混凝土温度场计算参数，往往和施工现场实际参数有较大出入，给温度场仿真计算精度带来了不利影响。为此，研究了一种温度场计算参数的优化反演方法。根据实测温度资料，在考虑水管冷却效果的混凝土温度场有限元计算程序基础上，结合数学上的优化方法——复合形法，进行了混凝土温度场热学参数的反演。对三峡右岸地下电站引水洞衬砌混凝土热学参数反演的结果表明，此法是可行的。