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基于红外成像路面隐伏缺陷探测及有限元数值模拟技术研究
| 论文题名： | 基于红外成像路面隐伏缺陷探测及有限元数值模拟技术研究 |
| 关键词： | 路面养护;缺陷探测;温度场分布;红外成像 |
| 摘要： | 改革开放以来，我国国民经济迅速发展，公路事业也迅猛发展起来。在我国铺筑了大量的水泥混凝土路面和沥青路面。路面在实际使用过程中，由于车辆荷载的重复作用，水泥混凝土板下基础将产生一定的塑性变形，使混凝土板的局部不再与基础保持连续接触，即混凝土板下局部出现了脱空，这对混凝土板的受力是极为不利的。在荷载的作用下，脱空部位的边缘将会产生应力集中现象，再加上重车交通的荷载重复作用，最终将导致板的破裂，这样再进行挖除重新浇筑混凝土，将会浪费大量的人力物力，同时影响了路面的正常使用。此外，由于城市路面下铺设的地下管线等设施，致使管线两侧的路基或基层碾压不密实，在路面行车荷载及自然环境作用下，容易造成空洞或孔洞等缺陷的发生。这些缺陷如不及时发现并进行处理，容易给行人造成人身和财产方面的损害。红外成像检测方法作为一种无损、快速、低成本、大范围的缺陷检测方法，对查找路面内部各种原因所导致的空洞等隐伏缺陷有良好的效果。 本文重点对路面表面温度场进行数值模拟研究，为红外成像检测路面隐伏提供理论依据。并且对路面内部隐伏缺陷进行红外探测，通过理论和实测相对比，从而验证了红外成像探测路面隐伏缺陷的可行性。对研究新型路面缺陷无损检测设备和技术手段具有重要的现实意义。主要内容包括：⑴阐述了路面缺陷检测的方法，探讨一种新的红外成像检测技术；⑵介绍红外成像技术的原理和该技术的理论依据，以及其在土木工程中的应用；⑶介绍热传导理论、热传导微分方程和边界条件；⑷采用有限元理论及热传导问题的有限元研究方法，对路面内部存在空洞、渗水井、热力管线等的路表温度场进行数值模拟，确定路表温度场的变化规律，缺陷形状与表面温度场分布的初步定性关系；⑸利用红外热像仪对路表进行温度场探测。证明红外成像探测路面隐伏缺陷的可行性。 |
| 作者： | 李秀凤 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 赵茂才 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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