岩画红外热成像无损检测的热学分析与数值模拟研究

针对目前以岩画为代表的大型石质文物的红外热成像无损检测研究仍处在定性检测阶段、缺少定量分析的问题,建立了一种基于红外热成像与温度场有限元模拟的大型石质文物无损检测技术方法。首先基于热传导理论,对岩画病害的热传导过程进行了机理分析,并根据岩画实际情况,建立了热学模型;然后利用有限元软件ANSYS对岩画渗水与干燥钟乳石病害热传导过程进行了数值模拟。模拟结果表明:借助有限元模拟手段研究大型石质文物病害热像特征变化是非常有效的方法,该研究为大型石质文物病害检测分析提供了一种有参考价值的方法。     

红外热成像法检测岩石渗水病害的实验研究

通过红外热像仪检测不同渗水程度岩石的模拟实验,验证了红外热成像法现场检测数据进行定量分析渗水严重程度的可行性。通过红外热成像法检测太阳照射下不同渗水程度岩石的热像变化特征分析可知,利用最小红外辐射温度指标可以确定岩石渗水严重程度。     

红外热像技术在房屋渗漏检测中的应用

采用红外热像技术对某酒店卫生间的渗漏进行了分析并鉴定,为维修方案的确定提供了技术支持。该红外热像法通过检测建筑物表面的辐射温度,根据建筑物的红外热成像照片特征判定防水缺陷,可在不破坏或较少破坏装修的情况下准确找出渗漏点。     

基于红外热像技术的桥梁结构表面温度监测方法研究

提出了一种基于红外热成像技术的混凝土桥梁结构表面温度连续监测的新方法,并分析其表面温度场分布特征及影响因素。监测结果表明:红外热成像技术是一种简便、高效、准确的混凝土结构和构件温度监测的新方法,可以用于评价结构受环境温度影响的程度、结构温度应力产生的机理和预测混凝土材料温致病害的潜在风险。     

舰艇火灾超早期探测红外热检测技术研究

针对舰艇火灾安全超早期预警和报警的需求,采用非制冷红外成像及热检测技术,基于红外系统硬件在环平台,开发了红外热图像故障降噪技术、精确红外辐射测温技术和精确红外热故障判定技术,为实现舰艇火灾红外超早期探测系统智能化异常预警、早期报警以及快速灭火联动的目标奠定技术基础。     

地下水封石油洞库渗水量预测与统计

渗水量规模与空间分布特征是地下水封石油洞库建设中的关键问题。以中国首个大型地下水封石油洞库项目为背景,采用经验公式、有限元法计算和现场实测等方法研究了该洞库渗水量规模和空间分布特征。在大量现场岩体渗透性试验基础上,获得了可靠的岩体渗透系数,采用经验公式和数值计算等方法对洞库渗水量规模和空间分布特征进行了预测。根据现场揭露的渗水形态,统计了洞库渗水量规模,获得了渗水量空间分布特征,调查了渗水部位地质特征,据此提出了渗水量控制标准和有针对性的工程注浆防渗对策。通过对比预测与统计结果,讨论了渗水量规模预测方法适用性和渗水量空间分布特征离散性等问题。研究成果为提高中国地下水封石油洞库建设水平提供了理论支持,并为复杂条件下地下工程渗流特性研究提供了工程实例。     

红外热成像技术在建筑外墙热工缺陷检测中的应用

随着城市化以及节能形势快速蓬勃发展,国内外对建筑物的节能检测工作越来越重视,面对传统、复杂的热工检测技术,红外热成像法呈现了对被测物体无影响、检测表面温度反应速度快、测温范围宽、精度高等优点,且应用范围不断扩大。概述了红外热成像技术探测建筑外墙热工缺陷的原理以及国内外研究现状,利用国内现有的相对温差以及相对面积二指标判定热工缺陷严重等级,并考虑到现有的量化指标在实际应用中不足以可视化,提出需要建立新量化指标的展望。     

红外热成像法在建筑节能缺陷检测中的研究与应用

从红外热成像法的原理出发,介绍了红外热成像法在国内外研究现状,并在此基础上对红外热成像法在建筑节能缺陷检测中的应用进行了论述,指出红外热成像法作为一种无损诊断技术,具有各种优点,是目前检测建筑节能缺陷的有效方法之一,随着其红外热成像技术的日趋成熟,必将大大推进建筑节能检测技术水平的提高。     

基于红外热成像技术的建筑渗漏检测与分析

本文介绍了红外热成像技术检测建筑渗漏的基本原理和工作流程,详细阐述了红外热成像技术在检测某工程屋面渗漏区域中的应用,对建筑渗漏原因进行了探讨并提出了红外热成像技术应用于建筑缺陷检测系统的现实意义。     

基于红外热像的传统砌体含水特征检测实验研究

该文基于红外热像技术,对两种砖砌体进行渗水实验,找出两砖表面温度一维分布与表面含水率一维分布之间的关系,分别确定了砖砌体渗水后最低温度区和含水率最高点的方法,得出体现砖砌体温度与含水率两者相互关系的回归方程,从而初步建立砌体建筑潮湿病害的定量分析方法,进而将红外热像技术应用于历史建筑的保护工作中。     

含水承载煤岩损伤演化过程能量释放规律及关键孕灾声发射信号拾取

不同含水状态对煤岩样损伤演化过程有重要的影响,为了研究不同含水状态煤岩样单轴压缩全过程煤岩样损伤演化过程能量释放规律,并基于能量贡献率与振铃计数贡献率共同准则拾取关键孕灾声发射信号,以指导声发射技术在岩体工程监测和灾害预警中的应用。利用岩石力学试验系统和全信息声发射信息分析仪,开展不同含水状态煤岩样的单轴压缩试验,主要对不同含水状态下煤岩样的力学特性、能量释放规律、破坏模式以及关键部位孕灾声发射信号进行拾取。试验结果表明,不同含水状态煤岩样力学性质各不相同,含水率的增大能有效弱化煤岩样强度。不同含水状态煤岩样能量释放规律各不相同,水在软化煤岩基质的同时,也对弹性应变能进行大量吸收,进一步导致含水煤岩受载屈服阶段弹性应变能占比增大,耗散应变能迅速降低,对应蓄能期(声发射平静期),待其孔隙水压力增大到对裂隙进行了扩展与贯通,即试样马上进入破坏阶段。不同含水状态下煤岩样单轴压缩破坏模式均为剪切形式,且含水率增大,剪切裂纹趋于复杂。同时验证了基于能量贡献率和振铃计数贡献率计算准则的声发射信号拾取方法可行,并与其他常规声发射参数形成对应关系,可为具体分析前兆特征分析和灾变预警提供参考。     

深埋隧洞TBM施工过程围岩损伤演化声发射试验

锦屏二级水电站深埋引水隧洞处于西南高应力区,地质条件复杂,岩爆、突水、塌方等工程地质灾害突出,掌握TBM开挖围岩损伤演化规律,设计有效的支护方案防治TBM施工过程地质灾害的发生是非常重要的。为此,开展TBM施工过程中声发射监测试验,研究TBM开挖过程中围岩损伤的演化规律。试验结果表明:沿洞轴线方向,TBM开挖时掌子面前约10m的范围内围岩已受到不同程度的损伤,TBM开挖后围岩损伤破裂主要集中在掌子面后7m的范围内,其中以掌子面后3m时为最;沿洞径方向,围岩受损伤的范围约9m,根据损伤程度的不同,划分为松动区、损伤区和扰动区,依次为距洞壁3,3～9和9～22m的范围。从力学的角度揭示损伤演化的机制和松动区、损伤区和扰动区划分的依据,为支护措施设计与支护时机的选取提供科学依据。分析讨论传感器选取、传感器布置、现场噪音及地质条件等各种因素对围岩损伤结果的影响及进一步发展和研究的方向。     

灰岩角砾岩破碎带涌水综合注浆治理

灰岩角砾岩破碎带涌水是岩溶隧道建设中经常遇到的地质灾害,由于破碎带围岩稳定性较差且具有较强的不均一性,与一般的裂隙岩体涌水相比,其治理难度较大。针对中梁山隧道角砾岩破碎带高压大流量涌水,进行涌水地质分析和含水区域的瞬变电磁探测,对地下水的来源和通道进行深入分析,在此基础上提出并实施先分流泄压后浅层加固、上下分区治理、深部帷幕和堵排结合的综合治理方案,通过选择适当的注浆材料和配套工艺,取得较好的治理效果。为避免注浆压力可能造成的破碎围岩变形和失稳,在注浆过程中进行围岩变形和涌水量的动态监测,结合注浆过程深入分析其变化规律,较好地解决注浆过程中的围岩稳定性控制难题,实现涌水治理的信息化施工。     

北京怀柔后安岭发电站崩塌特征及稳定性评价

后安岭发电站后崩塌特征复杂,存在稳定性难以控制的技术难题。本文以后安岭发电站后崩塌地质灾害治理项目为工程背景,基于对后崩塌特征以及稳定性评价等基础资料,分别对其进行稳定性分析、危岩体计算分析、稳定性评价、崩塌危险性预测,其次对后安岭发电站后崩塌防治对策进行分析,包括危岩清理与主动防护网的设计与施工。本文相关结果和认识能够为后安岭发电站后崩塌特征及稳定性评价提供数据支撑,具有一定的工程意义。     

厦门海底隧道陆域段涌水原因分析

涌水是隧道施工中常见的灾害现象,它的形成原因是多方面的。以厦门海底隧道NK12+088断面涌水为实例,通过结合该断面的工程地质情况,运用理论分析和室内试验从地下水渗透破坏、围岩遇水崩解及掌子面围岩特征3个方面分析了涌水的原因。分析得到:NK12+088断面处的全、强风化围岩均处于管涌发生的临界状态,有发生渗透破坏的危险;全强风化围岩遇水后在17 min崩解基本完成;涌水位置为掌子面岩脉出现的位置;分散的渗水点逐渐集中在一点或数点是涌水危险的开始。     

Characteristics and dynamic analysis of the February 2021 long-runout disaster chain triggered by massive rock and ice avalanche at Chamoli,Indian Himalaya

A massive rock and ice avalanche occurred on the western slope of the Ronti Gad valley in the northern part of Chamoli, Indian Himalaya, on 7 February 7, 2021. The avalanche on the high mountain slope at an elevation of 5600 m above sea level triggered a long runout disaster chain, including rock mass avalanche, debris avalanche, and flood. The disaster chain had a horizontal travel distance of larger than 17,600 m and an elevation difference of 4300 m. In this study, the disaster characteristics and dynamic process were analyzed by multitemporal satellite imagery. The results show that the massive rock and ice avalanche was caused by four large expanding discontinuity planes. The disaster chain was divided into five zones by satellite images and field observation, including source zone, transition zone, dynamic entrainment zone, flow deposition zone, and flood zone. The entrainment effect and melting water were recognized as the main causes of the long-runout distance. Based on the seismic wave records and field videos, the time progress of the disaster was analyzed and the velocity of frontal debris at different stages was calculated. The total analyzed disaster duration was 1247 s, and the frontal debris velocity colliding with the second hydropower station was approximately 23 m/s. This study also carried out the numerical simulation of the disaster by rapid mass movement simulation (RAMMS). The numerical results reproduced the dynamic process of the debris avalanche, and the mechanism of long-runout avalanche was further verified by parametric study. Furthermore, this study discussed the potential causes of disaster and flood and the roles of satellite images and seismic networks in the monitoring and early-warning.     

隧道施工过程中的地质灾害问题研究

以硬岩隧道开挖工程区域岩体（石）的各向异性研究为起点,从不同类型断层为主要构造形迹的应力分界特征出发,并结合隧道地下涌水灾害,系统研究了隧道开挖的地质灾害类型,以宏观表象、主控因素、灾害机制及防治对策为主要研究内容作了全面深入探讨,旨在为隧道开挖期间防灾、减灾提供理论基础与技术路线。     

隧道突水涌泥AHP-Fuzzy风险评价

隧道施工过程中常会发生突水涌泥灾害,严重影响隧道施工安全,因此对灾害风险进行评估具有重要意义。本文以2022年北京冬奥会重大交通保障工程延崇高速公路玉渡山隧道为工程背景,采用调查问卷咨询现场技术指导和专家组成员,建立各层次影响因素判别矩阵,采用AHP-Fuzzy法对隧道发生突水涌泥的风险进行分级评估。研究结果表明:(1)综合23种因素建立了隧道突水涌泥风险评估层次结构模型;(2)影响隧道突水涌泥的主要因素为围岩特征和水文地质条件;(3)得出玉渡山隧道ZK18+510~ 670段突水涌泥风险等级为IV级,为高风险突水涌泥地段。本文研究结果与工程实际情况基本相符,可为相关隧道工程的突水涌泥风险分级工作提供一些参考。     

Effect of rock mechanical properties on electromagnetic radiation mechanism of rock fracturing

The influence of rock mechanical properties on the electromagnetic radiation(EMR) mechanism of rock fracturing is an important research topic in solid mechanics and earthquake prediction.In this study,an EMR model of rock fracturing considering the fracture factor,elastic modulus,Poisson's ratio,radiation distance and crack length is derived based on the Hertz oscillator array assumption.An experimental system,including an electromagnetic shielding module,an EMR signal induction and transmission module,a signal recording module and a loading module,is developed to understand the EMR characteristics of four different rocks.The validity of the EMR theoretical model is verified and the relationships between the rock cracking morphology and the EMR waveform,amplitude and frequency are revealed.It is found that rock mechanical properties have obvious influences on the EMR waveform,amplitude and frequency during rock fracturing.This study provides a better understanding on the EMR mechanism of rock fracturing and can help to improve the accuracy of rock disaster prediction based on EMR.     

范数灰色理论在三峡库区危岩形成影响因子综合评价中的应用

危岩的形成是多因子异变耦合的结果。地形地貌、地质构造、地层岩性等是形成危岩的内因,而水体因素、风化作用、地震、植被和不合理的人类活动等是形成危岩外因。将范数灰色理论用于分析危岩形成的影响因子,即引进关联系数列的2个范数近距和远距,对危岩的影响因素进行量化分析,获取其影响因子关联度和权重系数,进而较直观地反映各影响因子对危岩形成的影响程度。以三峡库区万州太白岩危岩为例,进行范数灰关联度计算,结果显示,万州太白岩危岩形成的主控因子为危岩主控结构面,其次为地下水,而危岩体基座前缘斜坡倾向、危岩体临空面倾角、危岩体出露高度以及风化程度等也对危岩形成和失稳产生较大影响,研究成果对于正确认识三峡库区的危岩灾害具有一定的指导意义。