¿Principios y aplicaciones de los métodos modernos de prueba y detección en carreteras?
1. Descripción general de las pruebas e inspección de ingeniería de carreteras
El trabajo de inspección y prueba de ingeniería de carreteras es una parte importante de la gestión técnica de la construcción de ingeniería de carreteras, y también es una parte importante de la ingeniería de carreteras. control de calidad de la construcción y evaluación de aceptación de terminación. Un eslabón principal indispensable en el trabajo. A través de pruebas y pruebas, podemos aprovechar al máximo las materias primas locales y promover rápidamente la aplicación de nuevos materiales, nuevas tecnologías y nuevos procesos; podemos utilizar métodos cuantitativos para evaluar científicamente la calidad de diversos materiales y componentes que podemos controlar y controlar razonablemente; evaluar científicamente la calidad del proyecto. Por lo tanto, los trabajos de inspección y pruebas de ingeniería desempeñarán un papel extremadamente importante para mejorar la calidad del proyecto, acelerar el progreso del proyecto, reducir los costos del proyecto y promover el avance de la tecnología de construcción de proyectos de carreteras.
La tecnología de inspección y prueba de ingeniería de carreteras es una disciplina emergente que se está desarrollando. Integra los principios básicos de prueba e inspección, las habilidades de operación de prueba y el conocimiento básico de las disciplinas relacionadas con la ingeniería de carreteras. parámetros de diseño, control de calidad de la construcción, la base principal para la evaluación de aceptación de la construcción, decisiones de gestión de mantenimiento y revisión de diversas especificaciones y procedimientos técnicos. Como parte integral de los trabajos de prueba e inspección de ingeniería de carreteras, la tecnología de inspección y prueba de campo de pavimentos de subrasante se ha utilizado ampliamente en proyectos de reconstrucción y expansión de carreteras. Los resultados de sus pruebas desempeñan un papel decisivo en la determinación racional de los planes de reconstrucción y expansión y en la reducción de los proyectos de reconstrucción y expansión. costos.
2. Principio y aplicación del método de detección
(1) Principio del método de detección
La tecnología de detección por radar es esencialmente una transmisión de ondas electromagnéticas de frecuencia especial de alta tecnología. y tecnología de recepción, que es diferente de las ondas sísmicas. Las ondas sísmicas son un tipo de onda de radiación vibratoria generada por martilleo o detonación a pequeña escala. Generalmente tienen propiedades de baja frecuencia que se generan por autoexcitación y penetran directamente en el. Se emiten ondas electromagnéticas de radiofrecuencia, y las señales de muestreo de la calzada y el pavimento se obtienen a través de la reflexión y recepción de las ondas, y luego los resultados de la detección se obtienen a través del hardware, software y sistema de visualización gráfica. Desde un punto de vista geofísico, el tipo estructural de calzada y pavimento puede considerarse como un modelo medio de capas horizontales típico. En vista de las diferencias en los materiales de construcción y los métodos de construcción de calzada y pavimento, existen varias propiedades físicas (electricidad, densidad). , ondas elásticas u ondas electromagnéticas), velocidad de propagación y absorción, etc.). Al mismo tiempo, debido a que la estructura artificial es más uniforme y única que el estrato natural en capas horizontales, proporciona requisitos físicos previos y condiciones favorables para la aplicación de geofísica. Métodos para ensayos no destructivos. Al mismo tiempo, la inspección del pavimento de subrasante es un tipo de detección de ultrasuperficial a superficial, que requiere que el método de detección sea de alta precisión, alta resolución, alta relación señal-ruido, capaz de adaptarse para trabajar bajo fuertes interferencias. de la naturaleza y las humanidades, y ser ligero y eficiente.
La detección consiste en utilizar ondas de pulso electromagnético de alta frecuencia que se envían bajo tierra desde la antena transmisora en forma de pulsos cortos de banda ancha durante el proceso de propagación subterránea, cuando el pulso del radar encuentra la interfaz de diferentes. Medios eléctricos, parte del radar La energía de la onda se refleja de regreso al suelo, donde es captada por la antena receptora. La sonda detecta la onda reflejada desde la interfaz del medio subterráneo. Cada dato de radar registrado n(t) puede considerarse como la convolución de la ondícula de pulso del radar b(t) y la secuencia del coeficiente de onda de reflexión R(t). La wavelet b(t) depende del sistema de radar utilizado, mientras que R(t) contiene información sobre el medio subterráneo. Tanda estudia la distribución de los medios subterráneos registrando el tiempo t cuando la onda reflejada llega al suelo y la amplitud de la onda reflejada. Cuando se utiliza un detector para detectar estructuras de carreteras, si una sección local de la carretera está dañada, las propiedades eléctricas del medio cambiarán, lo que provocará cambios significativos en el tiempo de viaje en ambos sentidos, la amplitud y las características espectrales de la señal de reflexión de la onda del radar. De acuerdo con estas características cambiantes, se puede inferir el estado de la capa base, la superficie de la carretera, etc. debajo de la carretera para lograr el propósito de detección.
(2) Aplicación de métodos de detección
Por ejemplo, la expansión de una determinada autopista requiere la detección de las condiciones existentes de la carretera para proporcionar una base para formular contramedidas de expansión en la misma. La carretera no puede interrumpir el tráfico existente, la ruta de prueba es larga y el tiempo de prueba es limitado. Cómo detectar de forma rápida y precisa la condición estructural del pavimento de subrasante de la carretera original es un tema que merece un debate en profundidad.
El trabajo de detección utiliza el detector RAMAC/GPR fabricado por la empresa sueca MALA, y los sistemas de software dedicados Ground Vision y Reflexw se utilizan para la adquisición de señales y el procesamiento de datos:
1. Antena: Utilice una antena blindada sueca RAMAC de 800 MHz. Las antenas blindadas son especialmente adecuadas para ciudades y lugares con interferencias (como líneas de alto voltaje, automóviles, etc.). Las antenas blindadas de 800 MHz se utilizan principalmente para la detección poco profunda de alta resolución en túneles, carreteras, etc. La profundidad ideal es 1,5. metro.
2. Host: Se utiliza un host universal (CUII). El host es operado por el software de adquisición Ground Vision (sistema chino Windows2000/XP). Transmite datos a través del puerto paralelo en modo ECP, por lo que la velocidad de transmisión es muy rápida. CUII es compatible con todas las antenas de RAMAC/GPR y se puede actualizar a sistemas multicanal (sistema MC4 de 4 canales y sistema MC16 de 16 canales. Al actualizar, solo necesita conectar y fijar el módulo MC4 o MC16 externamente).
3． Software de adquisición de señales: Ground Vision es un software de adquisición de datos para sistemas de radar RAMAC/GPR de un solo canal o multicanal. Puede utilizar UII, X3M o X3M CORDER y otros hosts para recopilar datos. El software tiene una interfaz de usuario muy fácil de usar para gestionar archivos, imprimir y otras tareas. Cada dato y configuración recopilados se guardan en un archivo y los datos recopilados se pueden filtrar. El software GROUND VISION admite GPS o múltiples marcadores. Todos los datos del radar se pueden imprimir o posprocesar utilizando otro software.
4． Software de procesamiento de datos: el paquete de software de interpretación y procesamiento de datos del radar Reflexw es una combinación modular que incluye análisis e interpretación de datos bidimensionales, análisis e interpretación de datos tridimensionales, visualización tridimensional, modelado directo, tomografía, procesamiento de datos CMP y en -Módulos de procesamiento e interpretación de datos de agujeros, es el software de procesamiento de datos de radar autorizado en Europa. Esta inspección puede escanear y obtener un perfil de radar claro, en el que se puede distinguir de forma clara e intuitiva el espesor de la capa de la superficie de la carretera.
3. Principio y aplicación del método de prueba de presión lateral
(1) Principio del método de prueba de presión lateral
PMT (prueba del medidor de presión), también conocido Como prueba de presión lateral, es un método de prueba in situ en estudios geológicos de ingeniería. La prueba de presión lateral consiste en colocar un dispositivo de presión lateral cilíndrico verticalmente en el suelo y utilizar la expansión del dispositivo de presión lateral para ejercer una presión uniforme sobre el. suelo circundante, midiendo la relación entre la presión y la deformación radial, se puede obtener la relación tensión-deformación del suelo de cimentación en la dirección horizontal. Los medidores de presión laterales se dividen en: medidor de presión lateral de preperforación (PB-PMT), medidor de presión lateral de autoperforación (SB-PMT) y medidor de presión lateral de inserción (PI-PMT). Los medidores de presión laterales a presión incluyen medidores de presión de cono y medidores de presión de cilindro. La diferencia entre los diferentes medidores de presión laterales es que los métodos para colocar los medidores de presión laterales en el suelo son diferentes.
1. La prueba de presión lateral preperforada consiste en perforar un orificio vertical que cumpla con los requisitos en la roca y el suelo de antemano, y luego colocar el dispositivo de presión lateral en el orificio en la elevación de prueba para realizar la prueba. No es adecuado para capas de suelo en las que es difícil formar agujeros o que son propensas a encogerse.
2. La prueba de presión lateral autoperforante consiste en presionar el dispositivo de presión lateral (el extremo inferior es una herramienta de corte en forma de anillo con una broca de corte giratoria en el interior) en el suelo usando presión estática, mientras se usa la broca para romper la entrada del suelo. la herramienta de corte y usar barro para hacer circular la tierra rota hacia el suelo. Utilice la función de autoperforación del instrumento de presión lateral autoperforante para realizar la prueba de presión lateral después de perforar hasta la posición de prueba predeterminada. El dispositivo de presión lateral del medidor de presión lateral autoperforante está en contacto directo con el suelo. El suelo alrededor del dispositivo de presión lateral no sufre alivio de tensión como el tipo de perforación previa, por lo que el estado de tensión del suelo circundante básicamente se mantiene. el estado de tensión original. Esta es la razón por la cual el dispositivo de presión lateral está en contacto directo con el suelo. Sin embargo, su funcionamiento es complicado y no es adecuado para capas de suelo que contengan grava.
3． El medidor de presión lateral tipo cono utilizado en la prueba de presión lateral de inserción puede utilizar un equipo de penetración de cono estático para presionar el suelo con presión estática y presionarlo hasta una cierta profundidad de prueba para la prueba de presión lateral desde la inserción. El proceso tiene el efecto de exprimir el suelo, tiene el mismo efecto que el efecto de exprimir el suelo. El mecanismo de las pilas de suelo extruidas es similar. El medidor de presión lateral cilíndrico se presiona en el suelo a una cierta profundidad mediante presión estática. el fondo del pozo para realizar pruebas de presión laterales.
Al igual que el medidor de presión lateral autoperforante, causa relativamente poca alteración al suelo circundante y la tecnología de operación es más simple que el medidor de presión lateral autoperforante. El medidor de presión lateral de inserción es adecuado para suelos arcillosos, limo y en general. Suelo blando, cuando es difícil presionar la arcilla dura o el suelo denso, también puede perforar un agujero con un diámetro más pequeño que el dispositivo de presión lateral en el fondo del agujero.
(2) Aplicación del método de detección de prueba de presión lateral
Antes de la prueba de presión lateral, es mejor realizar primero una prueba de cono estático y seleccionar el material primario con resistencia a la penetración uniforme y un espesor de no menos de 1 m. Al realizar pruebas de presión lateral en capas, la profundidad mínima de la prueba, el espacio entre capas de prueba consecutivas y la distancia horizontal entre los orificios de perforación del suelo u otras pruebas in situ y los orificios de prueba de presión lateral. no ser inferior a 1 m. Para la prueba de presión lateral preperforada, la calidad de la formación del orificio es extremadamente importante. La perturbación de la pared del orificio debe minimizarse tanto como sea posible. Incluso una pequeña zona de perturbación afectará significativamente los resultados de la prueba. La perturbación de la pared del pozo incluye: la perturbación de la pared del pozo por la herramienta de perforación, el colapso del pozo, la erosión del fluido circulante y el ablandamiento del suelo de la pared del pozo. Las diferentes condiciones del suelo tienen diferentes efectos de perturbación. De acuerdo con las condiciones específicas del suelo, se debe seleccionar el proceso de perforación apropiado si la profundidad del hoyo no es grande y el suelo es blando, se puede utilizar la perforación manual con cuchara si la profundidad del hoyo es grande, o cuando se encuentre con roca blanda o roca erosionada. , se puede utilizar perforación rotativa para formar el agujero. Para suelos arcillosos de plástico duro, se puede usar un formador de orificios con cortador de anillos; para suelos blandos de plástico fluido y plástico, se puede usar un levantador de suelo para formar orificios. El diámetro del orificio debe ser de 2 a 8 mm más grande que el. El diámetro exterior del dispositivo de presión lateral para suelos con alta resistencia, el diámetro del orificio debe ser pequeño, la forma del orificio debe ser redonda y la pared del orificio debe ser vertical. Se debe minimizar la alteración del suelo en la pared del orificio. El contenido de humedad del suelo en la pared del hoyo generalmente debe ser 50 cm mayor que la profundidad de prueba para estabilizar la pared del hoyo. Para capas de suelo con malas propiedades o agujeros de contracción, se debe usar lechada para proteger las paredes. La prueba debe realizarse lo antes posible después de que se formen los agujeros y el intervalo debe acortarse tanto como sea posible. Generalmente no debe exceder los 15 minutos.
Los pasos de la prueba in situ son los siguientes:
1. Primero llene el tanque de agua con agua destilada o agua hervida fría limpia, luego coloque el regulador de presión lateral en posición vertical en el suelo, abra todas las válvulas en la tubería desde el tanque de agua hasta la tubería de medición y la tubería auxiliar, afloje la válvula reguladora de presión en en sentido antihorario y agregue un poco de presión al tanque de agua, acelere la inyección de agua y, al mismo tiempo, siga golpeando el haz de tubos de nailon y agitando el dispositivo de presión lateral para eliminar las burbujas de aire atrapadas en el dispositivo de presión lateral. y el tubo Cuando el nivel de agua en el tubo de medición llegue a cero o sea ligeramente superior, cierre la válvula de inyección de agua y mida la válvula de llenado de agua de la cavidad para finalizar el llenado de agua.
2. Levante el dispositivo de presión lateral verticalmente para que el punto medio de la cámara de medición quede al ras con la marca cero del tubo de medición, ajuste el nivel del agua a cero, cierre inmediatamente la válvula del tubo de medición y la válvula del tubo auxiliar, y luego ponga la presión lateral. dispositivo en el pozo para realizar pruebas de profundidad programadas.
3． Abra la válvula de la tubería de medición y la válvula de la tubería auxiliar. En este momento, la presión hidrostática Pw se genera en el dispositivo de presión lateral. Es la presión de la columna de agua generada entre el punto medio de la cámara de medición del dispositivo de presión lateral y la superficie del agua. del tubo de medición. Esta presión es en realidad la presión de la primera etapa.
4． Gire la válvula reguladora de presión en el sentido de las agujas del reloj hasta la presión aplicada Pm, presurice paso a paso y mida el valor de caída del nivel de agua Sm de la tubería de medición en la secuencia de tiempo especificada. Cuando el nivel de agua en el tubo de medición cae cerca del valor máximo permitido o la presión aumenta al valor nominal máximo del instrumento, se debe finalizar la prueba. El "Código de estudio de ingeniería geotécnica" (GB50021-94) estipula que cuando el Si el volumen de expansión de la cámara de medición es igual a su volumen inherente, se puede finalizar la prueba.
Para obtener más información sobre la redacción y producción de documentos de licitación de ingeniería/servicio/compra para mejorar la tasa de adjudicación de ofertas, puede hacer clic en el sitio web oficial de servicio al cliente en la parte inferior para realizar una consulta gratuita: /#/?source= bdzd