限元模型中步骤a)的操作示意图；
[0031] 图3为对时域波形信号基频滤波处理后进行自功率谱分析所得波形图；
[0032] 图4为对时域波形信号二倍频滤波处理后进行自功率谱分析所得波形图；
[0033] 图5为各有限元模型的粘度系数随剪力筋的粘合程度变化的线性关系图；
[0034] 其中，1、轨道板，2、砂浆垫层，3、混凝±底座板，4、剪力筋，5、树脂胶。
【具体实施方式】
[0035] 为了能够对本发明有进一步的理解，下面结合附图和实施例对本发明进行进一步 详细说明。
[003引实施例
[0037] (1)选取模型材料，建立剪力筋与树脂胶粘合程度为100% (即钻孔内无空气）的 有限元模型a;
[0038] (2)根据无巧轨道建设工程中实际情况设置相关材料的弹性模量巧)、密度（P)、 泊松比（U)，在ANSYSLS-DYNA软件中建立剪力筋树脂胶粘合程度有限元模型曰，材料参数 如表1所示：
[0039] 表 1
[0040]
阳〇川做如图1和图2所示，在模型中钻孔内剪力筋外端A点激发lOOKHz的应力波，在 模型同一端B点接收应力波反射信号，即时域震动信号；
[0042] (4)通过便携式数据采集仪器对时域震动信号进行调理，即先经过放大器将接收 到的时域震动信号进行放大，再通过滤波电路中的低通滤波器对放大后的信号进行滤波处 理，最后对得到的波形数据经过平滑处理电路进行平滑处理，最后通过PC机对数据进行采 集，获得时域波形信号；
[004引 妨将步骤（4)所得时域波形信号进行高通滤波处理，其中，低截止频率设置为 IKHz，然后进行自功率谱变换，找到其基频，即为激发应力波频率lOOKHz附近的波峰处频 率，并读出其幅值Aai，如图3所示；
[0044] (6)将步骤（4)所得时域波形进行高通滤波处理，其中，低截止频率设置为 199KHZ，然后进行自功率谱变换，找到其二倍频，即为激发应力波频率lOOKHz两倍200KHZ附近的波峰处频率，并读出其幅值Aaz，如图4所示；
[004引 （7)利用步骤妨与步骤（6)所得结果计算粘合程度系数Ha=Aaz/Aai2
[004引做分别按照上述步骤（1)~（7)建立粘合程度为75%、50%、25%化及0%的有 限元模型，计算各有限元模型的粘合程度系数H，计算结果见表2 ;
[0047]表 2
[0048]
[0049] (9)将上述粘合程度系数进行归一化处理，（将粘合度为100 %的粘合程度系数H。 定义为1，其它粘合度的粘合程度系数均为H/H。)，并作出粘合系数随剪力筋的粘合程度变 化的线性关系图，如图5所示。
[0050] 由表2与图5可知，本发明提供的无巧轨道安全检测方法，通过计算出粘合程度系 数W达到判断无巧轨道是否安全的目的，该方法能简单且准确有效的判断出高速铁路无巧 轨道路基剪力筋与树脂胶粘合程度，达到安全生产的目的；即当粘合程度系数在归一化处 理后小于1. 5时安全，大于1. 5时无巧轨道剪力筋有震出钻孔的危险。
[0051] 最后有必要在此说明的是：W上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细 地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容 做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种无砟轨道安全检测方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤a)在待测无砟轨道钻孔内剪力筋外激发应力波，获得时域震动信号； 步骤b)对步骤a获得的信号进行信号调理，得到时域波形信号； 步骤c)将步骤b所得时域波形信号分别基频滤波处理和二倍频滤波处理后进行自功 率谱分析； 步骤d)利用步骤c所得数据计算剪力筋与树脂胶粘合程度系数，判断无砟轨道安全 性。2. 根据权利要求1所述的无砟轨道安全检测方法，其特征在于，步骤a)的具体操作为： 在钻孔内待测剪力筋外端激发应力波，并在待测剪力筋同端用加速度传感器接收时域震动 信号。3. 根据权利要求2所述的无砟轨道安全检测方法，其特征在于：激发应力波的频率为 40KHz ~10MHz。4. 根据权利要求2所述的无砟轨道安全检测方法，其特征在于：激发应力波的频率为 90KHz ~IlOKHz。5. 根据权利要求1所述的无砟轨道安全检测方法，其特征在于，步骤b)的具体操作为： 通过便携式数据采集仪器对时域震动信号进行调理，即先经过放大器将接收到的时域震动 信号进行放大，再通过滤波电路中的低通滤波器对放大后的信号进行滤波处理，最后对得 到的波形数据经过平滑处理电路进行平滑处理，最后通过PC机对数据进行采集，获得时域 波形信号。6. 根据权利要求1所述的无砟轨道安全检测方法，其特征在于，步骤c)的具体操作为： 将步骤b)中PC机采集到的时域波形信号分别滤除基频周围的杂波和二倍频以外的信号， 进行自功率谱变换，读取基频波峰处幅值A 1和二倍频波峰处幅值A 2。7. 根据权利要求6所述的无砟轨道安全检测方法，其特征在于，步骤c)中基频滤波处 理为：采用巴特沃斯七阶高通滤波，高截止频率为基频以下接近基频大小。8. 根据权利要求6所述的无砟轨道安全检测方法，其特征在于，步骤c)中二倍频滤波 处理为：采用巴特沃斯七阶高通滤波，高截止频率为二倍频以下接近二倍频大小。9. 根据权利要求1所述的无砟轨道安全检测方法，其特征在于，步骤d)的具体操作为： 将步骤c)中得到的幅值4、A2代入粘合程度系数计算公式H = A 2/42,得出其粘合程度系 数H，根据H的数值判断待测无砟轨道是否安全。10. 根据权利要求1所述的无砟轨道安全检测方法，其特征在于，还可包括步骤e):对 粘合程度系数H进行归一化处理。
【专利摘要】本发明公开了一种无砟轨道安全检测方法，包括如下步骤：步骤a)在待测无砟轨道钻孔内剪力筋外激发应力波，获得时域震动信号；步骤b)对步骤a获得的信号进行信号调理，得到时域波形信号；步骤c)将步骤b所得时域波形信号分别基频滤波处理和二倍频滤波处理后进行自功率谱分析；步骤d)利用步骤c所得数据计算剪力筋与树脂胶粘合程度系数，判断无砟轨道安全性。与现有技术相比，本发明提供的无砟轨道安全检测方法，具有以下优点：克服了现有技术中没有一种方法能检测高速铁路无砟轨道路基剪力筋与树脂胶粘合程度的缺点，判断结果直观准确。
【IPC分类】E01B35/00, B61K9/00
【公开号】CN105113349
【申请号】CN201510475864
【发明人】龙士国, 李印
【申请人】湘潭大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月5日