冻结管中导波传播特性及断裂面反射特征研究

发布时间：2024-04-09 00:24

　　冻结管断裂是长期困扰冻结法施工的重要技术难题之一,至今尚未完全解决。冻结管一旦断裂,轻则造成工期延误,重则导致透水淹井,严重威胁人员与工程安全。导波检测技术具有一次性检测距离长、范围大、可对埋地管线进行非开挖式检测等优势,为探讨导波检测技术应用于冻结管断管检测的可行性,本文采用数值模拟与物理试验相结合的方法,对冻结管中导波的传播特性及断裂面反射特征开展研究。首先,采用数值计算方法,研究频率、波形、管外冻土厚度对导波传播特性的影响,在此基础上对单一土层包裹下,冻结管接头、管外冻土性质、裂纹尺寸三个因素展开单因素分析,研究发现:管接头的存在会加大导波衰减,在含接头冻结管中导波的衰减系数约为不含接头管的4.54倍。管中导波的衰减系数与管外冻土的波阻抗有关,冻结管与管外冻土的波阻抗差越大,管中导波的衰减系数越小,两者呈线性负相关。管外冻土的波阻抗从冻结管波阻抗1/90增加到1/30时,导波的衰减系数从0.1338dB/m减小到0.1123dB/m。裂缝处反射波强度和透射波强度与裂缝环向尺寸分别呈正向相关、负相关,当裂缝环向贯通时,反射波强度达到最大,反射率约为91.1%,透射波强度降到最小,透...

【文章页数】：167 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1冻结管接头示意图

文对冻结管中导波传播特性及断裂面反射特征开展研究。研究历史与现状（ResearchHistoryandStatus）.2.1冻结管断裂研究长期以来，冻结管断裂问题一直是困扰冻结法施工的重要技术难题之一，严重影响国深立井的冻结凿井建设。起初国内外学者认为冻结管断裂是由于材料....

图1-2冻结管弯曲变形及断裂面情况

而有学者提出解决断管问题的关键是提高管接头强度和冻结管的整强度与连接形式有关，90年代以前，冻结管的接头形式主要有两种箍管对焊接头，这两种接头的接头强度只有母材的75%左右，是冻挖出的断管来看，这两种接头的冻结管其断裂部位均发生在接头处（见图1-1(a)）、螺纹脱扣及接箍处....

图1-3导波形成示意图

图1-3导波形成示意图Figure1-3Guidedwaveformingschematic的最大区别在于导波具有频散现象和多模态特性。频散是变，频散会导致导波幅值减小和波形变宽，如图1-4所示相互叠加，不利于有效信号的分析和提取。信号幅值减小增加信号特征的提取....

图1-4频散现象

1绪论在波导中（如管、板、棒、绳等）平行于边界传播的机械波（弹性波）波技术进行无损检测时，检测频率通常大于20kHz（超声频段），因此称为超声导波技术，本文对导波技术和超声导波技术不做区分。图1-3导波形成示意图Figure1-3Guidedwaveformin....

本文编号：3949034