Применение метода электромагнитного сканирования для выявления ослабленных обводненных зон в земляном полотне железных и автомобильных дорог

• Автор: Заморин, Валерий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 188 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭКСПЛУАТИРУЕМОГО

ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЕГО ДИАГНОСТИКИ

1.1. Состояние эксплуатируемого земляного полотна и традиционные 9 методы его диагностики.

1.2. Геофизические методы обследования земляного полотна.

1.3. Передвижные диагностические лаборатории.

ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ОТКЛИКА ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ЖЕЛЕЗНЫХ И АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ.

2.1. Теоретические основы метода электромагнитного сканирования

2.2 Становление электромагнитного поля петлевого источника на поверхности однородного полупространства.
2.3 Становление электромагнитного поля петлевого источника над моделью земляного полотна железных и автомобильных дорог

2.3.1 Постановка задачи.

2.3.2 Анализ результатов математического моделирования процесса становления электромагнитного поля петлевого источника над моделью земляного полотна железных и автомобильных дорог .
2.4. Становление электромагнитного поля петлевого источника над
моделью земляного полотна в присутствии рельсов.
2.4.1. Постановка задачи
2.4.2. Анализ результатов математического моделирования процесса становления электромагнитного поля петлевого источника над моделью земляного полотна в присутствии рельсов
ГЛАВА З УСТАНОВЛЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ЖЕЛЕЗНЫХ И АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ НА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ОТКЛИК
3.1. Анализ зависимости времени начала влияния горизонтальнонеоднородной среды на электромагнитный отклик от модели земляного полотна
3.2. Оптимизация уравнений регрессии времени начала влияния горизонтальнонеоднородной среды на электромагнитный отклик земляного полотна .
3.3. Анализ зависимости времени окончания влияния горизонтальнонеоднородной среды на электромагнитный отклик от модели земляного полотна .
3.4. Оптимизация уравнения регрессии времени окончания влияния горизонтальнонеоднородной среды на электромагнитный отклик земляного полотна
3.5. Определение ограничений использования одномерной интерпретационной модели земляного полотна в присутствии рельсов.
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ДИАГНОСТИКИ ЗЕМЛЯНОГО 1ЮЛОТНА МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО
СКАНИРОВАНИЯ.
4.1. Методика обработки и интерпретации результатов измерений .
4.2. Измерительная аппаратура.
4.3. Определение диапазона частот переменного электромагнитного поля с минимальным влиянием на удельное электрическое сопротивление типичных грунтов земляного полотна
4.3.1 Зависимости между удельным электрическим сопротивлением и
инженерногеологическими свойствами горных пород
4.3.2 Измерение удельного электрического сопротивления образцов
грунта земляного полотна в широкой полосе частот.
4.4. Результаты опытноэкспериментальных работ по методике электромагнитного сканирования
4.5. Методика диагностики земляного полотна методом электромагнитного сканирования
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Методика обработки результатов измерений основана на автоматизированном подборе скоростей модели среды удовлетворяющей условию минимизации разности времен между наблюденными и расчетными годографами во всех точках их наблюдения и при всех пунктах возбуждения упругих колебаний . Сотрудниками ДИИТа по предложению профессора М. Н. Гольдштейна, был разработан метод ударноволнового зондирования земляного полотна 6. Это обстоятельство позволило автору работы 6 Берман М. А. произвести сравнительный анализ результатов обследования земляного полотна на основе данных ударноволнового зондирования и динамической пенетрации. Было установлено, что при обследовании земляного полотна на небольших глубинах, методы динамического и ударноволнового зондирования дают близкие результаты. С увеличением глубины обследования динамическое зондирование начинает давать завышенные значения, тогда как данные ударноволнового зондирования не зависят от глубины исследования. Неудобством применения метода ударноволнового зондирования является необходимость забивки двух зондов ударного и приемного в тело земляного полотна, что нарушает его целостность и усложняет соблюдение правил техники безопасности при работе на действующем железнодорожном пути. Вибрационный метод диагностики основан на изучении колебаний фунтов земляного полотна, возникающих под воздействием динамических поездных нагрузок. Физической предпосылкой применения вибрационного метода является зависимость параметров колебаний от внутреннего строения земляного полотна, состояния и свойств слагающих его фунтов , . В работе Г. Г. Коншиным разработана методика диагностики земляного полотна высоких насыпей из глинистых фунтов на основе изучения колебаний грунта под воздействием поездной нафузки, предложены диагностические признаки ненадежных участков земляного полотна и разработана классификация, дающая возможность изучения динамического состояния насыпей во время движения по пути подвижного состава. Вибрационный метод диагностики земляного полотна целесообразно применять для предварительной оценки состояния земляного полотна и определения необходимости его детального обследования, а также для прогнозирования внезапных деформаций земляного полотна при проходе поездов по длительно эксплуатируемым насыпям из глинистых фунтов , , . Ультразвуковой метод основан на регистрации упругих волн, возникающих от импульсного воздействия на фунт пьезопреобразователей. Данный метод отличается от сейсмического метода тем, что в нм используются значительно более высокие частоты упругих волн, что позволяет детально исследовать небольшие объмы фунта в лабораторных условиях. Ультразвуковой метод применяется при лабораторном моделировании различных повреждений земляного полотна для выявления зависимостей между параметрами упругих волн и прочностными показателями грунта , с. Применение ультразвукового метода в реальных геологических условиях весьма офаничено изза небольшой глубины исследования грунтов. Электрометрические методы обследования земляного полотна базируются па изучении электромагнитных полей, возникающих в теле земляного полотна и его основания под воздействием постоянного или переменного электрического тока. Предпосылкой к применению электрометрических методов является резкая дифференциация фунтов земляного полотна с различными физикомеханическими характеристиками по электрическим свойствам. Огильви , Ю. В. Якубовского 7, 8 и других ученых. Основными параметрами, изучаемыми при обследовании земляного полотна электрометрическими методами, является удельное электрическое сопротивление р или обратная ей величина электропроводность а, диэлектрическая г и магнитная р проницаемости. Среди электрометрических методов постоянного тока, в практике инженерногеологического обследования как уже существующего земляного полотна железных и автомобильных дорог, так и при изысканиях новых линий, прежде всего, нашли широкое применение методы сопротивлений в модификациях вертикального электрического зондирования и электрического профилирования. Реже используются методы заряженного тела, вычитания полей, электроконтактное и электродинамическое зондирования.