惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)可检测得到管道全线的弯曲应变海量数据,但目前缺乏高效利用IMU数据进行管道定量评价的方法。为此,提出一种基于IMU应变检测数据的冻土区融沉风险段管道识别方法,其主要包括IMU应变数据预处理方法,即数据对齐和弯头、凹陷、三通等非融沉段大应变特征识别方法,以及通过预设识别阈值和待查异常管段建立的地质灾害段快速定位方法。采用该识别方法对漠大一线冻土区管道2013—2018年的IMU检测数据进行了识别分析,识别结果与几何检测数据吻合较好。在此基础上,统计了该冻土区管道不同区域的异常管段分布情况,结果表明:季节冻土区较多年冻土区地质变化点更多,但变化较小。该研究为地质灾害地段管道的完整性评价提供了定量数据,能够用于解决目前管道外部载荷无法确定的技术瓶颈,是管道完整性评价技术发展的重要方向。(图5,表1,参20)
依据应力波反射法的基本理论,通过室内冻土三轴试验得到应力-应变曲线,并计算得到土体在不同温度下的弹性模量,然后利用ANSYS软件建立桩土有限元模型。将室内试验所得土体参数代入数值模拟,分别得到三种工况下桩顶节点的速度波曲线。结果表明,完整桩只在桩底处产生反射波,且与入射波的相位相同。当桩周为黄土,沿桩身传播的速度波入射波与反射波波峰值均高于桩周为冻土的;随着桩周冻土温度的降低,整个波形的衰减趋势越加明显。因此,土体弹性模量对桩基完整性检测有重要影响。
利用声波透射法对冻土地带和非冻土地带钻孔灌注桩的完整性进行检测,检测结果表明这两种地质条件下桩的成桩质量都很完好,但在冻土条件下桩的脉冲波出现了波幅下降。经过分析,出现这种问题的原因主要是由于受冻土地带的温度影响声测管外壁附着一薄层泥皮,使得脉冲波在传递时出现衰减现象,但是并不影响桩的完整性。