无砟轨道充填层脱空超声反射检测方法

摘要

将超声反射检测方法引入无砟轨道充填层脱空病害检测中,以CRTSⅡ型板式无砟轨道为例,采用COMSOL有限元软件建立其有限元模型,进行无砟轨道超声反射信号的时域和频域特性分析。结果表明:当充填层黏结良好时,超声检测到的回波峰值较小,而脱空区域由于空气、水与混凝土材料阻抗差异过大,超声波在轨道板表面和脱空层之间多次反射,使得回波峰值增大,且随脱空长度的增长,反射系数呈对数上升的趋势。据此提出以反射系数时域值为无砟轨道层间脱空的评价指标,以网格划分、数据采集、滤波计算、云图评价为主要步骤的无砟轨道充填层脱空损伤超声反射检测方法。通过缩尺模型检测试验进行验证,并提出基于反射系数的无砟轨道充填层黏结状态分级评估标准,即:当反射系数小于等于0.4时,充填层没有缺陷,充填层状态良好;当反射系数在(0.4,0.7)区间时,充填层存在一定程度的病害;当反射系数大于等于0.7时,充填层存在较大面积脱空。