CN117075199A - 基于天然源共振成像的既有铁路路基注浆效果评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于天然源共振成像的既有铁路路基注浆效果评价方法，包括：采集天然源震动数据，通过噪声压制、道均衡、特征频率提取、成像反演和高程校正，确定既有铁路路基无需处治段落的阻抗值、处治段落注浆前和注浆后的阻抗值、处治段落注浆后均匀性系数，计算注浆效果提高系数，进而对既有铁路路基注浆效果进行评价。该方法所用的设备轻便、放置灵活、对路基本体无破坏，为无损检测，计算方便快捷、精度高、效率高、成本低，在既有铁路路基注浆效果评价方面优势明显，具有较大的使用推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及工程地质勘察领域，尤其是涉及一种基于天然源共振成像的既有铁路路基注浆效果评价方法。
背景技术
注浆法是既有铁路路基病害处理和加固的一种有效方法，注浆效果评价是关键环节。目前，既有铁路路基注浆效果评价主要采用注浆量分析法、钻孔取芯测试、检查孔压浆法、标准贯入、旁压和瞬态面波法。注浆量分析法难以直接评价处理效果；钻孔取样测试和检查孔压浆法在既有铁路沿线实施困难、对路基本体有破坏，且为一孔之见，效率不高；标准贯入对路基本体也有一定的破坏，数据离散性较大、精度不高；旁压试验的设备笨重、测试周期长、效率低、成本高，难以进行大面积测试；瞬态面波法效率不高，且需要人工激发震源，基于安全因素，在既有铁路实施存在一定的困难。
发明内容
针对现有既有铁路路基注浆效果评价方法存在的困难，本发明提供一种实施方便、精度高、无损的基于天然源共振成像的既有铁路路基注浆效果评价方法。
为此，本发明采用以下技术方案：
一种基于天然源共振成像的既有铁路路基注浆效果评价方法，包括以下步骤：
S1，场地天然源共振成像数据采集：在既有铁路路基无需处治段落和处治段落等间距线性布设多个三分量节点式地震仪，并同时采集一定时间的天然源震动数据；
S2，天然源共振成像数据处理：分别对每个三分量节点式地震仪采集的天然源震动数据进行噪声压制、道均衡以及特征频率提取、成像反演和高程校正，获得测试区域的阻抗值；
S3，计算所述无需处治段落的阻抗值 ；
S4，计算所述处治段落注浆前的阻抗值；
S5，计算所述处治段落注浆后的阻抗值；
S6，确定所述处治段落注浆后的均匀性系数：
，
其中，为处治段落注浆后第/>个计算点的阻抗值，单位为/>；
为处治段落注浆后计算点的个数；
S7，计算所述处治段落注浆效果提高系数：
，
S8，对所述处治段落注浆效果进行评价。
优选的是，步骤S1中所述一定时间为1小时。
步骤S2中，以既有铁路路基设计资料为约束条件，对天然源共振成像数据进行所述特征频率提取、成像反演和高程校正。
步骤S3中，既有铁路路基无需处治段落阻抗值通过下式计算：
，
其中，为无需处治段落第/>个计算点的阻抗值，单位为/>；
为无需处治段落计算点的个数。
步骤S4中，既有铁路路基处治段落注浆前阻抗值通过下式计算：
，
其中，为处治段落注浆前第/>个计算点的阻抗值，单位为/>；
为处治段落注浆前计算点的个数。
步骤S5中，既有铁路路基处治段落注浆后阻抗值通过下式计算：
。
步骤S8中，根据注浆效果提高系数对既有铁路路基处治段落注浆效果进行评价：
当时，注浆效果为优；
当时，注浆效果为良；
当时，注浆效果为差。
本发明的基于天然源共振成像的既有铁路路基注浆效果评价方法，在既有铁路路基无需处治和处治段落布设三分量节点式地震仪，以既有铁路路基设计资料为约束条件，对天然源共振成像数据进行特征频率提取、时深转换、成像反演和高程校正处理，确定既有铁路路基无需处治段落阻抗值、处治段落注浆前和注浆后阻抗值、处治段落注浆后均匀性系数，计算注浆效果提高系数，进而对既有铁路路基注浆效果进行评价。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1. 本发明直接应用天然源共振成像测试结果进行既有铁路路基注浆效果进行评价，计算所需参数来源于天然源共振成像测试数据，无需钻探取芯、压浆、标准贯入、旁压和瞬态面波等，计算过程简单快捷、精度高、计算效率提高30-50%。
2. 该方法所用设备轻便，测试过程中放置在既有铁路上即可，勘探成本低，勘探成本节约50-60%。
3. 该方法采集的是天然源震动信号，不受场地和人文干扰因素的影响场地适应性强，对路基本体无破坏，为无损检测，不影响既有铁路正常运营，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明的基于天然源共振成像的既有铁路路基注浆效果评价方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的评价方法进行详细说明。
如图1所示，本发明的基于天然源共振成像的既有铁路路基注浆效果评价方法包括以下步骤：
S1，场地天然源共振成像数据采集：在既有铁路路基无需处治和处治段落等间距线性布设多个三分量节点式地震仪，并同时采集一定时间的天然源震动数据。所述“一定时间”可以是0.5-1小时。
S2，天然源共振成像数据处理：分别对每个三分量节点式地震仪采集的天然源震动数据进行噪声压制、道均衡、特征频率提取，成像反演和高程校正，获得测试区域阻抗值。其中，以既有铁路路基设计资料为约束条件，对天然源共振成像数据进行特征频率提取、时深转换、成像反演和高程校正。
S3，计算无需处治段落阻抗值：
，
其中，为无需处治段落第/>个计算点的阻抗值，单位为/>；
为无需处治段落计算点的个数。
S4，计算处治段落注浆前阻抗值：
，
其中，为处治段落注浆前第/>个计算点的阻抗值，单位为/>；
为处治段落注浆前计算点的个数。
S5，计算处治段落注浆后阻抗值：
，
其中，为处治段落注浆后第/>个计算点的阻抗值，单位为/>；
为处治段落注浆后计算点的个数。
S6，确定处治段落注浆后均匀性系数：
。
S7，计算处治段落注浆效果提高系数：
。
S8，根据所述注浆效果提高系数对既有铁路路基处治段落注浆效果进行评价：
当时，注浆效果为优；
当时，注浆效果为良；
当时，注浆效果为差。
Claims (7)
1.一种基于天然源共振成像的既有铁路路基注浆效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，场地天然源共振成像数据采集：在既有铁路路基无需处治段落和处治段落等间距线性布设多个三分量节点式地震仪，并同时采集一定时间的天然源震动数据；
S2，天然源共振成像数据处理：分别对每个三分量节点式地震仪采集的天然源震动数据进行噪声压制、道均衡以及特征频率提取、成像反演和高程校正，获得测试区域的阻抗值；
S3，计算所述无需处治段落的阻抗值 ；
S4，计算所述处治段落注浆前的阻抗值；
S5，计算所述处治段落注浆后的阻抗值；
S6，确定所述处治段落注浆后的均匀性系数：
，
其中，为处治段落注浆后第/>个计算点的阻抗值，单位为/>；
为处治段落注浆后计算点的个数；
S7，计算所述处治段落注浆效果提高系数：
，
S8，对所述处治段落注浆效果进行评价。
2.根据权利要求1所述的基于天然源共振成像的既有铁路路基注浆效果评价方法，其特征在于：步骤S1中，所述一定时间为1小时。
3.根据权利要求1所述的基于天然源共振成像的既有铁路路基注浆效果评价方法，其特征在于：步骤S2中，以既有铁路路基设计资料为约束条件，对天然源共振成像数据进行所述特征频率提取、成像反演和高程校正。
4.根据权利要求1所述的基于天然源共振成像的既有铁路路基注浆效果评价方法，其特征在于：步骤S3中，既有铁路路基无需处治段落阻抗值通过下式计算：
，
其中，为无需处治段落第/>个计算点的阻抗值，单位为/>；
为无需处治段落计算点的个数。
5.根据权利要求1所述的基于天然源共振成像的既有铁路路基注浆效果评价方法，其特征在于：步骤S4中，既有铁路路基处治段落注浆前阻抗值通过下式计算：
，
其中，为处治段落注浆前第/>个计算点的阻抗值，单位为/>；
为处治段落注浆前计算点的个数。
6.根据权利要求1所述的基于天然源共振成像的既有铁路路基注浆效果评价方法，其特征在于：步骤S5中，既有铁路路基处治段落注浆后阻抗值通过下式计算：
。
7.根据权利要求1所述的基于天然源共振成像的既有铁路路基注浆效果评价方法，其特征在于：步骤S8中，根据注浆效果提高系数对既有铁路路基处治段落注浆效果进行评价：
当时，注浆效果为优；
当时，注浆效果为良；
当时，注浆效果为差。
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