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隧道衬砌渗漏水红外辐射特征影响因素试验研究
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:岩石力学与工程学报
  • 时间:2011
  • 页码:2426-2434
  • 分类:U45[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]同济大学地下建筑与工程系,上海200092, [2]同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海200092, [3]浙江大学城市学院土木工程系,浙江杭州310015
  • 相关基金:云南省院省校科技合作项目(2008AD013);国家自然科学基金资助项目(41072206);长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT1029)
  • 相关项目:混合地层条件下盘形滚刀切削机理及性能研究
中文摘要:

针对隧道渗漏水红外热成像检测问题,总结渗漏水红外辐射特征的影响因素(渗漏温差、流量、位置以及衬砌表面材料等),采用室内混凝土试块注水模拟各工况下隧道衬砌渗漏水,并利用红外热像仪记录分析渗漏水的红外辐射特征,研究不同因素对渗漏水红外辐射特征的影响规律。试验结果表明:渗漏水热图像呈现水流方向温度递减,水流横断面温度呈抛物线分布的规律;随渗漏水温差增大、渗漏水流量增大、渗漏面与水平面夹角减小、渗漏表面辐射率减小,渗漏点温度值基本呈线性增加,沿渗漏点水流方向温度梯度增大,但沿渗漏点水流横断面温度梯度减小。另外,针对不同衬砌表面材料,建立隧道衬砌表面辐射率修正指标,并且编写Matlab图像处理程序提取渗漏水红外热图像特征。结果显示:经过辐射率修正后的渗漏水形状和面积与实际更符合。研究成果可为红外热成像技术在隧道衬砌渗漏水的快速检测与分析提供依据与方法。

英文摘要:

In light of infrared thermal imaging of tunnel leakage detection, the factors such as temperature and flow of water leakage, water leakage location, materials of lining surface and so on, affecting thermal infrared radiation of water leakage are summarized. The concrete specimen is used to simulate water leakage of tunnel lining. The infrared radiation characteristics are recorded and analyzed using infrared thermal imager; and the influencing law is studied. The experimental results are as follows: Thermal image presents temperature of water leakage decreasing along water flow direction, while temperature along water flow cross-section showing parabolic distribution. With the increasing water leakage flow and temperature difference, decreasing angle between horizontal surface and leakage surface, decreasing emissivity of leakage surface and temperature of leakage points increasing linearly, the temperature gradient along water flow direction increases linearly, but the temperature gradient along water flow cross-section decreases. In addition, as for the infrared radiation characteristics with different surface materials, the emissivity correction indicator is established; and the leakage characteristics of infrared thermal images are extracted with Matlab image processing program. The results show that the shape and size of water leakage after modified agree well with the actual one. The study results can provide basis and means for rapid detection and analysis in tunnel operation using infrared thermal imaging technology.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823