第4章 钢轨伤损检测技术
钢轨伤损-标准-检测与维修可修改文字
典型钢轨伤损-缺陷类
焊接接头裂纹
典型钢轨伤损-疲劳类
轨头鱼鳞状剥离
典型钢轨伤损-疲劳类
钢轨表面剥离
典型钢轨伤损-疲劳类
轨头剥离严重时引发的掉块
典型钢轨伤损-疲劳类
轨头核伤及断轨典型钢轨伤损-磨耗类
钢轨波磨
1.2 焊接接头伤损
伤损现象及形成原因
提高钢轨硬度
➢ 钢轨耐磨性能随硬度增加。采用轨头全长淬火热处理 钢轨或合金钢轨，将钢轨头部硬度提高到340-370HB， 可显著延长曲线钢轨使用寿命。
科学合理的轮缘润滑
➢ 采用固体润滑。采用固体润滑时，曲线钢轨侧磨可维 持在0.02mm/Mt左右且基本无剥离。使用车载喷脂润 滑时，减磨效果相当但钢轨剥离严重。
钢轨材质不良
疲劳裂纹萌生及扩展
鱼鳞
麻点
剥离掉块 核伤及断轨
钢轨疲劳的减缓措施
改善钢轨材质
➢ 提高钢轨材料的纯净度。减少夹杂物，减少有害元素 及气体含量。
➢ 改进热处理工艺。轨头应具有足够深度和均匀的淬火 硬化层，细化珠光体晶粒。
➢ 采用优质合金钢轨。
合理地进行钢轨大机打磨
➢ 采用钢轨预打磨去除钢轨表面脱碳层； ➢ 采用钢轨定期打磨，提高钢轨磨耗速率，去除钢轨表
严格控制钢中夹杂物含量。要求A类（硫化物） 夹杂物≤2-2.5级，B类（氧化物）、C类（硅 酸盐）、D类（球状氧化物）夹杂物≤1.01.5级。
轨钢中非金属夹杂物要求/级
标准
TB/T2344 250 km/h 350km/h
A类（硫 B类（氧 化物） 化铝）
≤2.5 ≤2.5 ≤2.0
≤2.0 ≤1.5 ≤1.0
钢轨平直度要求/mm
钢轨伤损检测技术和设备资料
❝钢轨轮廓及平顺度测量仪❝钢轨表面裂纹深度测量仪❝导波法钢轨损伤测量设备❝螺栓松动或损坏自动识别设备❝光纤光栅技术对轨道交通结构沉降实时监测系统功能：钢轨横断面轮廓和纵向平顺度测量◦横断面测量和磨耗分析◦纵向粗糙度测量、短波不平顺和波磨分析◦自动测量和分析数据普通版◦便携◦自备电源（单次充电>30小时）◦精度：微米/插值◦横断面测量及垂磨、侧磨计算报告生成算、报告生成◦纵向平顺度测量及滤波和1/3倍频程分析报告生成1/3倍频程分析、报告生成高精度版◦便携◦自备电源（单次充电>30小时）自备电源（单次充电30小时）◦精度：微米◦横断面测量及垂磨、侧磨计算、报告生成◦纵向平顺度测量及滤波和1/3倍频程分析、报告生成频程分析报告生成◦三维模型的廓面计算标准配置◦扫描仪；◦平板电脑；◦移动电源；具包；◦工具包；◦数据采集软件；◦数据处理软件。
功能：采用涡流技术检测钢轨表面疲劳裂纹（鱼鳞 纹）的深度◦裂纹深度测量和显示◦数据快速存储◦平板电脑显示◦自带电源功能：基于超声导波技术检测钢轨长度方向的表面 和内部损伤◦在线和离线设备◦检测钢轨纵向不连续（锈蚀掉块、电击伤）◦精度：毫米级◦分辨率：损伤>4mm ◦检测范围：1km ◦损伤精确定位：定位误差<1%识别各种钢轨纵向不连续（断裂电缆识别各种钢轨纵向不连续（断裂、电缆线、接头、列车）功能：检测扣件螺栓、浮置板剪力铰螺栓等的松动、 断裂◦近距离非接触采集和判别压力传感器无线射频识别5.光纤光栅技术对轨道交通结构沉降实时监测系统系统主要硬件系统主要硬件设备设备•光纤光栅传感器波长信号的读取和解调，•实时监测结构的沉降变形、振动加速度概述与计算机设备配套使用1.1.光纤光栅光纤光栅沉降静力水准仪准仪、加速、加速2.光纤光栅解调仪度计•利用VPN 网络设备或•提供数据快速计算、 4.通讯通讯发送发送及接及接收收设备3.工控机3G 设备进行关键数据（如超限警报）发送、接收传输功能，保证与软件兼容，具有较大的存储空间及便携性说明关键硬件设备参数光纤光栅静力水准仪内部意设计图整体图量程0～100mm（可定制其他量程）精度1‰F.S*.示意分辨率0.01mm 连接方式PC/FC或熔接使用温度-30～85℃温度补偿方式自补偿外形尺寸Φ90×200mm（可根据量程进行定制）*注：‰F.S.指测量精度为满量程的1‰说明关键硬件设备参数光纤光栅加速度计•精度高、灵敏度高、抗干扰、寿命长等优点•可与其他类型的光纤光栅传感器组成全光监测网•可长期经受的恶劣条件项目参数标准量程10G测量精度3‰F.S.*分辨率0.1 ‰ F.S.（在与SEN-01解调仪配套情况下）波长范围1525nm～1565nm尺寸23×26×61.5 mm连接形式FC/PC或熔接使用温度-30℃～85℃*注：‰F.S.指测量精度为满量程的1‰说明现场硬件设备控制机柜VPN 中心端现场沉降监测服务器及相关采集光纤光栅调中端设备仪等设备已安装于地铁1号线晓东村沉降监测服务器节仪站三角机房内，并已投入数据采集工作中。
高速铁路轨道损伤监测与评估技术研究
高速铁路轨道损伤监测与评估技术研究第一章引言随着高速铁路的发展与建设，轨道损伤的监测与评估变得越来越关键。
高速铁路轨道的安全性和可靠性直接关系到列车行驶的效果和乘客出行的舒适度。
因此，研究高速铁路轨道损伤监测与评估技术，对于确保铁路运输的安全、高效是至关重要的。
第二章轨道损伤类型及成因高速铁路轨道会出现多种类型的损伤，如磨耗、疲劳、脱轨等。
轨道损伤的成因主要包括列车荷载、气候条件和轨道结构的缺陷。
了解轨道损伤类型及其成因有助于开展监测与评估技术的研究。
第三章轨道损伤监测技术3.1 传统监测技术传统的轨道损伤监测技术包括可视检查和回弹测量。
可视检查是通过人工目测轨道表面状态，包括轨道的平整度、垂直度和水平度等。
回弹测量是使用回弹仪对轨道进行测量，通过测量轨道表面与标准轨道的回弹差值来评估轨道的损伤程度。
3.2 非接触式监测技术非接触式监测技术采用无线传感器和图像处理等技术，可以实现对轨道的在线监测。
其中，无线传感器可以通过安装在轨道上的传感器获取轨道的振动和位移等信息，从而实时监测轨道的状态。
图像处理技术可以通过分析轨道表面的图像信息，来判断轨道损伤的程度和类型。
第四章轨道损伤评估技术4.1 评估指标轨道损伤评估需要确定一些评估指标来对轨道的损伤程度进行评估。
常用的评估指标包括轨道几何指标（如轨道的垂直度、水平度）、表面状况（如磨耗深度、锈蚀）、轨道的强度指标（如轨床弯矩、轨道弹性变形）等。
4.2 评估方法轨道损伤评估的方法主要有定性评估和定量评估两种。
定性评估是通过人工判断轨道损伤类型和程度，给予合适的维修措施。
定量评估也可以通过监测数据和模型分析等手段，得出轨道损伤的具体数值，以便更为准确地确定维修方案。
第五章轨道损伤监测与评估技术的应用轨道损伤监测与评估技术的应用可以帮助铁路运输部门及时发现和修复轨道损伤，确保高速铁路的正常运行。
此外，还可以通过提前预警和灵活调度等手段，降低轨道损伤对列车运行的影响，最大限度地保障乘客的出行安全和乘坐舒适度。
浅谈铁路线路钢轨设备伤损主要类型及检测方法
浅谈铁路线路钢轨设备伤损主要类型及检测方法铁路线路的铁轨是其中最重要的构成部分之一，其在长期的使用过程中，会逐渐出现一些伤损情况。
这些伤损的主要类型包括：弯曲、断裂、疲劳、磨损和裂纹等。
其中，弯曲和断裂是较为严重的伤损类型，容易导致运行事故的发生，因此必须加以重视。
1. 直接观察法直接观察法是最基本的、也是最直接的一种检测方法。
通过对铁轨表面进行目测观察，可以快速发现铁轨表面的裂缝、磨损等缺陷，以及铁轨的弯曲、扭曲等情况。
这种方法通常用于定期巡视、日常维护和突发情况的处理。
2. 光学检测法光学检测法是利用光学显微镜、摄像头等设备对铁轨表面进行高倍率放大，以发现微小裂缝、麻点、划痕等伤损类型。
这种方法对于发现疲劳、裂纹等内部伤损情况非常有效，但要求对设备的操作和手段的熟练度较高。
3. 超声波检测法超声波检测法是利用超声波穿透铁轨，对铁轨内部的各种伤损进行检测。
超声波在穿过铁轨时，会受到材料的反射、散射等影响，形成一定的声波图谱，通过对图谱的分析和处理，可以发现铁轨内部的伤损情况。
这种方法对于裂纹、疲劳等内部伤损情况的检测效果较好，但需要专业的设备和技术人员。
4. 磁粉探伤法磁粉探伤法是一种利用磁力线对铁轨表面进行检测的方法。
磁粉探伤时，将铁轨表面涂上一层磁性粉末，然后通过磁力线的作用，使粉末在伤损部位形成某种形状的磁性粉末图案，从而发现铁轨表面的裂纹、缺陷和疲劳等伤损。
综上所述，铁路线路钢轨设备的伤损类型较为丰富，检测方法也各有优缺点。
因此，在铁路运行过程中，需要结合各种检测手段，及时发现铁轨的各种伤损情况，以保证铁路运行的安全性和可靠性。
铁路钢轨探伤技术
显示器波型
超声仪
仪器设备要 求
必须
必须
一般必须
必须
主要检测对 象
铸锻焊
焊铸件
铸锻焊机加 工件、管材 棒材型材 裂纹发纹白 点折叠夹杂 物
管材线材及 材料工件的 状态检验材 料分选
主要检测缺 陷
气孔夹渣裂 纹未熔合未 焊透 探测面选择 打磨光滑无 氧化皮，飞 溅锈 面积型
气孔夹渣裂 纹未熔合未 焊透及表面 缺陷
五大常规探伤方法的比较项目方法ut超声rt射线mt磁粉pt渗透et涡流方法原理超声波透射反射折射光子穿透和吸收磁力作用毛细渗透作导电能检出缺陷内部内部表面和近表缺陷部位的表现形式显示器波型底片或显示器影像漏磁场吸附磁粉形成磁渗透液渗出检测线圈电压和相位仪器设备超声仪射线机胶片磁化仪磁粉渗透显像示波器电压表仪器设备要必须必须一般必须可不用设备及水电特别适用现场检测必须主要检测对铸锻焊焊铸件铸锻焊机加工件管材棒材型材任何非松孔性材料及其制成零件管材线材及材料工件的状态检验材料分选主要检测缺气孔夹渣裂纹未熔合未气孔夹渣裂纹未熔合未焊透及表面缺陷裂纹发纹白点折叠夹杂裂纹疏松白点针孔夹杂裂纹检测预处理要求探测面选择打磨光滑无氧化皮飞焊缝无焊瘤咬边等及两边各50清洁无飞溅焊缝上及两边50打磨出金属无外观缺陷打磨位置同mt但要求更高必要时要进行化学处理清洁无油漆灵敏度面积型体积型很高可微米较高一般检测效率管棒线材自动化探伤速度快检测成本射线对人体有害严重很小检测工序一般焊后24小时一般焊后24小时ut检测合格后且热处理或火工矫正ut检测合格后且热处理或火工矫正后但抛丸生产线上及使用下料前12无损检测在铁路中的应用无损检测是铁路产品装备设施和重要零部件等检修工作中的重要环节在保障铁道线路状态运输安全中发挥着重要作用是确保铁路运输安全的重要技术手段
铁轨多功能损伤检测技术研究
铁轨多功能损伤检测技术研究第一章：前言铁路交通作为国家重要的交通方式，其安全性和稳定性是至关重要的。
因此，铁路工程的设施维护和维修保养也日益重要。
特别是在高速铁路的发展中，问题更加突出。
在基础设施中，轨道作为骨架是承载列车运行的基础，其重要性不言而喻。
铁轨的损坏和变形不仅会导致列车运行不稳定，在严重情况下还可能引发事故。
因此，对铁轨进行定期的损伤检测和维修保养至关重要。
第二章：铁轨损伤检测技术分类铁路铺设的轨道不仅仅是由铁轨本身构成的，还包括了钢轨垫板、螺栓、轨夹、弹性垫板、垫杆等组成部分。
因此，铁路轨道的损伤检测也需要从数组件方面入手考虑，应用于不同类型的损伤检测技术，其检测原理不同，能够检测到的损伤类型也不同。
常见的铁轨损伤分类包括以下几种：1. 裂纹：分为横裂、纵裂和深度裂纹等类型。
2. 疲劳损伤：主要包括疲劳裂纹、疲劳亚裂纹、疲劳断裂等。
3. 磨损：主要由列车的摩擦引起。
4. 变形：主要包括轨面变形、轨腰变形等。
第三章：铁轨损伤检测技术的发展历程随着信息技术和检测仪器的不断进步，铁路轨道损伤检测技术也在不断发展壮大。
对比传统的手工检查方法，新一代的损伤检测技术显得更加高效、精准和环保。
近年来，铁路轨道损伤检测技术的发展历程可以粗略地分为以下几个阶段：1. 人工检测阶段：启用铁路通车初期，轨道的检测主要依靠着人工检查。
人工检查与传统的缺陷探伤相似，但这种方法由于人工操作所致的时间成本和人为判定出现的差错率都非常高。
2. 检测车阶段：由于轨道增多、车速提高，人工检查显得越来越力不从心。
这时随着检测技术的不断进步，相关措施的推广，轨道检测车逐渐被用于检查轨道上的损伤。
3. 非接触检测阶段：通过激光技术和传感器技术的结合，非接触检测成为轨道损伤检测的主流方法。
与传统人工检测、机车折返两类检测方法相比，非接触检测技术具有检测速度快、精度高和可在线实时检测等优点。
第四章：铁轨损伤检测技术的应用1. 超声波检测技术超声波检测技术是一种利用超声波的声能来探测铁道器材的物理性能、缺陷或损害的技术。
钢轨伤损判定PPT课件
详细描述：该案例中的钢轨出现了严重的磨损，主要集中在轨道的接头处。由于 长期的列车运行和缺乏适当的维护，导致钢轨的金属材料逐渐被削减，轨道变得 不平整，对列车的安全运行构成了威胁。
案例二：某地铁公司的钢轨伤损案例
总结词：疲劳裂纹
详细描述：在这个案例中，钢轨上出现了疲劳裂纹。这些裂纹通常是由于反复的载荷和应力集中所引 起的。在地铁系统中，由于列车频繁启动和制动，钢轨承受着巨大的冲击力，容易导致疲劳裂纹的产 生。
钢轨伤损的分类
根据伤损的性质，钢轨伤损可以分为裂纹、折断、磨耗和表 面缺陷等类型。
根据伤损的程度，钢轨伤损可以分为轻伤、重伤和折断等类 型，其中轻伤是指对钢轨的正常使用暂时不构成影响的缺陷 ，重伤则是指对钢轨的结构强度和安全性构成严重威胁的缺 陷。
钢轨伤损的原因
钢轨伤损的原因多种多样，主要包括材 料缺陷、制造工艺问题、运输和安装过 程中的损伤、使用环境和条件的影响等
使用更耐久、性能更稳 定的钢轨材料和设备。
培训员工
定期对员工进行钢轨伤 损判别和预防措施的培
训。
控制措施
01
02
03
04
及时修复
一旦发现伤损，立即进行修复 ，防止问题扩大。
监控系统
建立钢轨伤损监控系统，实时 监测钢轨状态。
应急预案
制定针对不同程度伤损的应急 处理预案。
数据分析
对钢轨伤损数据进行分析，找 出潜在规律和改进方向。
实时监测与预警系统
结合传感器技术和数据分析， 实现钢轨伤损的实时监测和预 警。
定期维护与校准
对检测设备进行定期维护和校 准，确保检测结果的准确性和
可靠性。
04
钢轨伤损预防与控制
第4章 钢轨伤损检测技术-2
第一节 钢轨功用、类型及探伤概述
抗拉强度： σs=227+803%C+87%Si+115%Mr+133%Cr+891%P+61 4%V±19 屈服强度： σy=101+469%C+36%Si+85%Mn16+116%Cr+0%P+634 %V±21 伸长率： δ0=30.8-22.6%C-1.7%Si+0%Mn-2.3%Cr+0%P+ 4%V±0.9
第一节 钢轨功用、类型及探伤概述 设计原则： 保持稳定 钢轨高：轨底宽=1.15—1.20 轧制冷却均匀各部轧制合理
第一节 钢轨功用、类型及探伤概述
钢轨截面的主要尺寸：
50轨
第一节 钢轨功用、类型及探伤概述
60轨
第一节 钢轨功用、类型及探伤概述
75轨
第一节 钢轨功用、类型及探伤概述
第三 钢轨材质及其力学指标 钢轨的材质和机械性能取决于化学成分、金属组织和热 处理工艺。
第一节 钢轨功用、类型及探伤概述
钢轨的力学性能也是钢轨的主要特征，包括强度极限 σb、屈服极限σs、疲劳极限σr 、伸长率、断面收缩率ψ、 冲击韧性αk 和布氏硬度指标HB等。这些指标对钢轨的 承载能力、磨损、压溃、断裂及其他损伤有很大影响， 高速铁路钢轨还对裂纹扩展速度、残余应力、落锤性能 等提出了比常规铁路更高的要求。
重轨。按轨型分类 分为重轨和轻轨。 从国内铁道应用而言，50㎏/m及以上钢轨均称 之为 目前使用的钢轨主要是50㎏/m及以上的钢轨。 在高速铁路和繁忙干线上主要使用60kg/m钢轨， 在重载铁路上使用75kg/m钢轨。
第一节 钢轨功用、类型及探伤概述
按轨钢的化学成分分类 分为碳素钢轨，如U71Mn（钢中无其他合金元素，又 称普通轨钢）；
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那天吃饭对 面的妹儿是 哪个年级的？
讨论：你所喜欢的 工务工种是哪个？
超声波探伤仪，至今美国仍是生产超声波探伤仪的主要
国家。
第一节 超声检测技术的特点及发展情况
——国外超声检测技术
纵观世界各先进国家的总体发展水平美国仍然处于
世界领先地位，美国特别重视教育和前沿研究，全国有 100多所大学设臵了无损检测专业或开设无损检测与评价 技术课程。我国1992年进口的高速探伤车就是美国的产 品。
要。
第一节 超声检测技术的特点及发展情况
国内外钢轨伤损检测均运用超声波检测技术。超声
波是一种看不见、摸不着、听不到的弹性波，具有指向 性好、穿透能力强和同一材质中传播速度几乎不变的特 点。依据超声波在结构中的传播及其在内部伤损处的反 射波，可对结构内部伤损进行检测与判识。
①穿透能力强 ②检出缺陷的 灵敏度高 ③指向性好 方便对缺陷定位 ④超声波在异质界面上可产生反射、折射和 波形转换，可以检出各种取向的缺陷 ⑤检测速度快，费用低，即使手工操作，超声 波检测的速度也高于其他方法 ⑥超声波探伤仪小巧轻便，方便携带
工作逐渐趋于规范化。
第一节 超声检测技术的特点及发展情况
——我国超声检测技术的现状
我国与国际水平的差距，主要表现在高层技术上，特别
是定量检测及用材料或产品的物理量测量来评价其质量和三 维成像技术方面。 我国钢轨超声波探伤的发展起步较早。在20世纪50年代 末期和60年代初期，通用超声波探伤仪刚在我国应用，钢轨
超声波探伤仪就已开始研制，并投入实际使用。钢轨超声波
探伤仪大致经历了电子管——晶体管——集成化——数字化， 即调频连续波——单通道脉冲波——多通道脉冲波一多通道
微机控制这4个阶段目前可以说已发展到第四代产品。
第二节
超声波钢轨探伤仪情况
——概述
早期钢轨探伤依靠人工使用小锤敲击来检测判断，
可靠性难以把握。20世纪50年代我国开始使用仪器对钢 轨进行探伤，1954年从瑞士引进了以声响指示的共振式 探伤仪。随后国内陆续开发了各种类型的钢轨探伤仪。 随着计算机、数字信号处理和人工智能等高新技术的飞
——分类
钢轨探伤仪根据显示缺陷的方式，超声探伤仪又可 分为：
①A型显示；
②B型显示； ③C型显示； ④其他显示方式。 根据探伤仪的通道数目，可分为单通道和多通道超
声探伤仪。
第三节
钢轨探伤车工作原理
——概述
教材介绍大型钢轨探伤车SYS-1000系统的各部分组
成及其工作原理，尤其是计算机子系统，主要介绍系统
——分类
钢轨探伤仪按所处理的信号不同一般可分为模拟式、
模拟数字混合式以及全数字式三种类。目前我国的钢轨 探伤仪主要有GT-2 、 GT-1C、GCT-2、GCT-8等类型。 根据超声波产生的特征，超声波探伤仪可分为： ①脉冲波超声探伤仪；
②连续波超声探伤仪；
③调频超声探伤仪。
第二节
超声波钢轨探伤仪情况
裂纹尖端的散射、爬波的产生和绕行现象，同时发现伴有体
波辐射存在。在粗晶粒材料的晶界多次散射理论研究上，我 国学者也有新贡献。在压电超声换能器的瞬态行为研究上，
我国也有独特见解。
第一节 超声检测技术的特点及发展情况
——我国超声检测技术的现状
②在电磁超声、高温检测、表面波、板波检测技术
上，有了在国际上可以比拟的进展和成果。 ③在通用型、便携式、多通道和C扫描成像探伤仪 的开发应用上，有较高的技术水平。 ④我国基本上完成了各种探伤标准的制定，使探伤
速发展，钢轨探伤也在向高速度、自动化、智能化的方
向发展。
第二节
超声波钢轨探伤仪情况
——原理及组成
超声波探伤仪是超声波探伤的主体设备。它的作用
是产生电震荡并加于探头晶片，激励晶片发射超声波； 同时将探头接收到的电信号进行放大，通过一定的方式 显示出来，从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷的位 臵和大小等信息。
第二节
超声波钢轨探伤仪情况
——原理及组成
一般在钢轨这种均匀的材料中，核伤或裂缝缺陷的
存在将造成材料的不连续，这种不连续会造成声阻抗的 不一致。 根据反射定理，超声波在两种不同声阻抗介质的交 界面上将会发生反射，反射回来的能量大小与交界面两
边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。
第二节
超声波钢轨探伤仪情况
第四章 钢轨伤损检测技术
概述
钢轨的核伤、裂缝、踏面伤损以及焊缝伤损等是钢
轨伤损的主要形式。轨头内部存在有微小裂纹或缺陷时， 在重复动荷载作用下，小裂纹可逐步发展形成核伤，核 伤扩大时可削弱钢轨断面，降低了钢轨抵抗折断的能力， 钢轨可能在毫无预兆的情况下碎然折断，严重并及时发现非常重
优 点
①探伤结果受主观因素影响大 ②探测表面要求制备
局 限
③探伤受结构的形状限制 ④探伤受材料晶粒和组织不均匀性限制，对 粗大晶粒材料探伤困难
⑤探伤的定量精度较差
第一节 超声检测技术的特点及发展情况
——国外超声检测技术
利用超声波来研究物体内部的结构和缺陷，最早是
由前苏联的Coxorob萨哈诺夫)于1929年提出来的。1936 年他首次完成了试验研究工作。当时采用的是连续波穿 透法，由于分辨力差而未能用于工程实际。 1933年4月美国Sperrg(斯佩雷)公司创立，开始研制
第一节 超声检测技术的特点及发展情况
——我国超声检测技术的现状
我国20世纪50年代开始引进超声波探伤技术，经过几十
年来特别是近20多年来大量的研究开发，已具有较高的水平， 主要反映在以下几个方面: ①在固体中的缺陷对超声波的散射理论研究上，我国学 者于1980年首先采用光弹方法观察了透明固体中柱形空腔和