动车组检修技术与设备-作业(一)

动车组检修技术与设备
作业（一）
题目：无损检测在铁路上的应用及其作用原理班级：铁道车辆1 班
姓名：丘启鉴
学号：20116425
教师：
1、前言
目前，在中国新时代背景下的铁路网建设正如火如荼，稳健开展。

预计到2020年，全国铁路运营里程达10万公里，“四纵四横”快速客运及三个城际快速客运将成系统，建设里程12000公里；完善路网布局和西部开发性新线建设里程16000公里；路网既有线，增建二线13000公里，电化16000公里。

规模之大、标准之高、难度之深、建设速度之快，前所未有。

在铁路建筑市场全面放开的今天，参与建设的施工队伍参差不齐，鱼龙混杂，工程质量控制难度日益增加。

而传统的工程质量验收和检测方法，主要是目测尺量和打孔开槽，目测法很难深入到工程隐蔽部位和结构内部，而打孔或开槽，虽可直观地看到结构内部，但毕竟是“一孔之见”，且颇具破坏性，回填后对正体结构质量造成影响。

检测手段的捉襟见肘，工程质量如何保证？而无损检测技术能够较好、效率较高地解决这一难题。

2、什么是无损检测
所谓无损检测就是在不影响工程结构使用性能的前提下，通过原位检测某些物理量（如振动频率、红外线幅射、导电率、介电常数、电磁波速度、弹性波速度等）推算出材料与结构的工程质量指标，如强度值、厚度值、内部缺陷点、钢筋位置、成分含量等。

它有着诸如非破坏性、随机性、远距离探测、现场检测等等比常规检测方法更为诱人的特点；且检测数据可连续性采集，并通过数理分析和逻辑判断，能够比较准确地推定出工程质量的状况，从而弥补了以往在质量监督中单纯以“查、看、审、量”的观感检查和外形质量控制偏差来推及工程质量优劣的做法，使监督检测的结果更具真实性、科学性和权威性。

3、无损检测技术的意义及特点
无损检测是一门新兴的综合性的应用技术。

它以不损害被检验对象的使用性能为前提，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料、零部件和结构件进行有效的检验和测试，借以评价其完整性、连续性、安全可靠性及某些物理性能。

无损检测主要包括探测材料或构件中是否有缺陷存在并判断缺陷的形状、性质、大小、位置、取向、分布和内含物等内容;还能提供涂层厚度、材料成分、组织状态、应力分布以及某些物理和机械量等信息。

目前，无损检测技术已在机械制造、冶金、石油化工、航空航天、核能电力、交通等行业获得广泛应用，成为控制产品质量、保证设备安全运行的重要技术手段。

4、当前铁路系统常用的检测方法及原理
4.1 地质雷达法：地质雷达属电磁法。

通过发射天线，向被检测结构物发射高频宽带短脉冲地磁波，电磁波行进中遇到不同介电常数的结构物时在两种介质的分界面上产生反射波，反射回来的回波被接收天线接收，由主机记录电磁波的走时，根据走时的时间可计算出检测结构物目标体的位置或电磁波速度、介电常数。

地质雷达法目前主要用于检测结构分层、结构物几何尺寸、结构物病害等。

4．2 地震反射法：属弹性波类。

该方法是在被检测的结构物表面用锤击震源激发高频地震波，地震波沿结构物传播，当地震波遇到不同弹性性质的介面时，大部分地震波被反射回来，由检波器接收，被主机记录下走时时间，近而可计算出被检测结构物目的层的埋藏深度或弹性波速度，根据弹性波速度推断结构物的强度，根据反射介面推断出结构物的缺陷介面。

该方法主要用于砼基桩的检测和隧道的地质预报。

4.3 声波法：属弹性波类。

该方法是用人工(或发声器)激发频率在数赫兹至数百千赫兹的声波，向被检测的结构发射，声沿结构物传播，观测声波在介质中特征，分析确定介质的物理力学性质。

在砼结构物中，声波传播速度的快慢与砼的密度程度有关，与原材料、配合
比、龄期、测试距离有关，当声波在砼中遇有空洞、裂缝、层面、离析、蜂窝等缺陷时，声波发生反射、散射、绕射，能量衰减，声程和相位差叠加后互相干扰，致使声速降低，波形发生畸变。

声波有直达波法和反射波法，一般常用于隧道、挡墙的强度等级检测和大直径基桩预埋管的完整性检测。

4.4 瑞雷面波法：属弹性波类。

在半无限空间弹性介质附近，可出现纵波和剪切波相互干涉产生瑞雷面波，它沿地表传播，质点运动呈椭圆形轨迹。

瑞雷面波所占能量级为总能的2/3，其能量随深度增加而衰减，在深度约为一个波长处为零。

瑞雷面波在传播过程中具有频散现象，即传播速度随频率而变，改变振源激发瑞雷面波的振动频率，即能改变波长，每次激发不同频率，由高到低，则探测深度由浅变深。

瑞雷面波在均匀的介质中无频散特征，在多层介质中的传播显著特征就是它的频散特征，传播速度是频率的函数，频散曲线即是瑞雷面波波速或波长随频率的变化曲线。

利用不同波长可获得不同深度的瑞雷面波，求得不同深度的速度变化。

利用瑞雷面波法可检测隧道衬砌厚度，砼强度，隧底和路基分层与病害。

4.5 高密度电法：属直流电法类。

基本原理与电阻率法完全相同，是加密点距的电测深法或电剖面法，可选择多种装置类型进行组合观测，既能反映水平方向的电性变化也能反映垂直方向的电性变化。

检测的电参数是电阻率，被检测的结构物介质不同，电阻率不同，介质状态不同，电阻率也不同。

该方法是传统方法，可用以检测路基分层和路基病害。

4.6 瞬变电磁法：属电磁波类。

利用不接地回线(或接地回线)供给脉冲电磁波为场源，以激励检测目的物感应二次电流，在脉冲间歇测量二次场随时间的变化。

在二次涡流场的衰减过程中，早期以高频为主，反映的是浅层信息；晚期以低频为主，反映的是深层信息，研究瞬变电磁场随时间的变化规律，即可检测不同导电性质目的物在垂向的分布规律。

检测深度与反射回线的线圈大小、匝数多少有关，加大发射功率可提高信噪比，提高检测精度。

瞬变电磁法多用于隧底和路基的分层和病害检测。

4.7 核子射线法：用核子湿度密度仪(主机含铯137～r分子放射源、探测器、微处理器、定位装置等)测试路基土的含水量和湿密度、干密度，主要用于路基检测。

4.8 Evd动态平板载荷试验法：用动态变形模量测量仪(主机由加载装置、荷载板和沉降测定仪组成)检测路基土在冲击力作用下产生的沉陷值，计算动态形变模量Evd(MPa)，主要用于路基检测。