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隧道结构智能综合检测装备研制与应用
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作者 王百泉 陈海军 +2 位作者 郭璐 高攀 马召林 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第S01期467-477,共11页
为解决隧道结构健康检测常规方式存在检测指标相对单一、机械化程度低、检测效率低、智能化水平低、安全风险高等突出问题,通过“非接触远距离检测”“表观病害智能检测与识别”“装备集成与智能控制”等关键技术研究与创新,研制出隧道... 为解决隧道结构健康检测常规方式存在检测指标相对单一、机械化程度低、检测效率低、智能化水平低、安全风险高等突出问题,通过“非接触远距离检测”“表观病害智能检测与识别”“装备集成与智能控制”等关键技术研究与创新,研制出隧道结构智能综合检测装备,实现隧道结构内部病害、表观病害、结构形变等一体化综合检测。经工程验证,该装备可实现隧道衬砌厚度、背后空洞、钢拱架分布、衬砌裂缝、衬砌裂损、渗漏水、隧道断面及盾构法隧道椭圆度、管片错台等非接触高效综合检测,其综合作业效率为10~40 km/h,比常规检测方式提升2~8倍,检测方舱采用模块化设计,可搭载于轮式汽车底盘、轨道平板车等多种载体,适用于隧道建设施工过程中、竣工验收及运营期等多种工况,市场应用前景广阔。 展开更多
关键词 隧道 非接触 多通道雷达 综合检测 表观病害
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单线铁路隧道快速施工组织与机械配套研究 被引量:1
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作者 史振狮 王百泉 +2 位作者 林春刚 罗卫东 侯烨 《山西建筑》 2024年第6期169-174,共6页
单线铁路施工中为提高施工效率常使用扩大断面的方法,极大地提高了成本,因此在不扩大断面的前提下采用合适的开挖方法以提高单线隧道的施工效率具有重要意义。目前单线铁路隧道常通过提高隧道机械化配套水平的方式,提高施工的效率,而针... 单线铁路施工中为提高施工效率常使用扩大断面的方法,极大地提高了成本,因此在不扩大断面的前提下采用合适的开挖方法以提高单线隧道的施工效率具有重要意义。目前单线铁路隧道常通过提高隧道机械化配套水平的方式,提高施工的效率,而针对单线铁路隧道软弱围岩地段的隧道机械化配套实际应用较少。提出了一种软弱围岩隧道两台阶带仰拱开挖快速封闭成环技术,研究了其施工机械配套方法,并在实际工程中应用了该方法,证明了其能有效提高单线铁路隧道施工的效率。 展开更多
关键词 单线铁路 小断面隧道 软弱围岩 机械化配套
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用于衬砌探测的空气耦合探地雷达天线设计 被引量:3
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作者 王百泉 董可欣 +6 位作者 刘昌斌 陈思宇 王华 刘永胜 谢韬 古艳旗 张安学 《测试技术学报》 2023年第1期79-86,共8页
针对隧道衬砌探测的实际需求,基于Vivaldi天线形式,通过对天线的馈电结构和装配方式进行优化,设计和实现了一款应用于探地雷达系统的超宽带脉冲辐射天线。所设计天线具有良好的空气耦合特性,其带宽可覆盖770 MHz~1650 MHz;该天线所辐射... 针对隧道衬砌探测的实际需求,基于Vivaldi天线形式,通过对天线的馈电结构和装配方式进行优化,设计和实现了一款应用于探地雷达系统的超宽带脉冲辐射天线。所设计天线具有良好的空气耦合特性,其带宽可覆盖770 MHz~1650 MHz;该天线所辐射时域脉冲波形的拖尾度小于10%。将收发天线装配于所设计的天线罩内,完成空气耦合雷达样机的设计、制作和测试,结果表明所设计天线系统具有与目标相距1 m~2 m的探测能力,对浅层目标分辨清晰,有效探测出了钢拱架结构,可用于隧道衬砌病害检测。 展开更多
关键词 衬砌探测 探地雷达(GPR) 空气耦合 宽带天线 VIVALDI天线
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隧道衬砌病害对结构安全性影响机理研究 被引量:3
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作者 杨朝帅 崔臻 +1 位作者 牛富生 王百泉 《水利与建筑工程学报》 2023年第4期180-186,共7页
隧道在建设和运营过程中常遭受衬砌开裂、渗漏水以及背后空洞等多种衬砌病害,这些病害会对隧道的安全性造成不良影响。为评估隧道衬砌常见病害对隧道安全性的影响,研究建立了一种基于安全系数法的隧道安全量化方法,定量评价病害对隧道... 隧道在建设和运营过程中常遭受衬砌开裂、渗漏水以及背后空洞等多种衬砌病害,这些病害会对隧道的安全性造成不良影响。为评估隧道衬砌常见病害对隧道安全性的影响,研究建立了一种基于安全系数法的隧道安全量化方法,定量评价病害对隧道安全的影响,并通过数值模拟分析了不同病害类型、不同病害程度、不同病害分布下隧道的安全性。研究结果表明:衬砌开裂、衬砌渗漏水、衬砌背后空洞对隧道安全性有不利影响,主要表现为衬砌轴力、弯矩、剪力增加,安全系数下降;病害程度越高,安全系数下降越明显;衬砌病害出现在拱顶或仰拱时对隧道安全最不利。 展开更多
关键词 隧道 衬砌开裂 衬砌渗漏水 衬砌背后空洞
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单片机HT48R50A-1的计价秤系统的设计与实现 被引量:1
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作者 王百泉 王二琴 《上海电力学院学报》 CAS 2008年第2期161-163,171,共4页
介绍了基于HT48R50A-1单片机的电子计价秤的软硬件设计方法.提出了由双积分模拟电路替代价格昂贵的AD转换芯片,在保证测量精度的同时达到降低成本的要求.同时设计了电压检测和复位电路,使系统更加精确、高效、可靠.
关键词 电子计价秤 单片机 双积分电路
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隧道结构健康管理大数据平台研发及应用 被引量:3
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作者 王华 路耀邦 +3 位作者 冯国峰 王百泉 林春刚 闫贺 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2023年第8期1425-1437,共13页
为有效提高隧道管养效率,在总结提炼隧道内部与表观病害类型的基础上,采用Spring Boot+MyBatis Plus架构,应用分布式的Redis和MySQL部署开发技术研发隧道结构健康管理大数据平台,并从设备管理、病害管理、大数据智能分析处理等方面进行... 为有效提高隧道管养效率,在总结提炼隧道内部与表观病害类型的基础上,采用Spring Boot+MyBatis Plus架构,应用分布式的Redis和MySQL部署开发技术研发隧道结构健康管理大数据平台,并从设备管理、病害管理、大数据智能分析处理等方面进行现场应用。结果表明:1)研发出的隧道结构健康管理大数据平台能够满足对常见病害数据进行管理展示的功能要求,且界面简洁友好、使用简单方便,实现了隧道病害由传统的依据经验判断到依托数据进行科学决策的转变;2)该平台基于神经网络模型,实现了隧道表观病害的智能识别,减小了病害识别方面对人工的依赖;3)该平台支持通过PC端或移动端对病害信息进行多维度查询,解决了以前隧道病害信息获取滞后且查阅不便的问题。 展开更多
关键词 铁路隧道 病害检测 大数据平台 病害预测
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隧道智能检测车表观检测系统设计与应用研究 被引量:2
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作者 蒋永强 郭静 +3 位作者 闫贺 王百泉 冯国峰 高会中 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2023年第S01期576-590,共15页
隧道病害对隧道正常运营造成了安全隐患,虽然当前已开展隧道病害检测相关研究,但是仍然存在图像采集质量差、检测速度慢、定位不准确等技术瓶颈。为解决上述问题,设计隧道检测车表观检测系统。该系统包括机器视觉、高精度定位、智能同... 隧道病害对隧道正常运营造成了安全隐患,虽然当前已开展隧道病害检测相关研究,但是仍然存在图像采集质量差、检测速度慢、定位不准确等技术瓶颈。为解决上述问题,设计隧道检测车表观检测系统。该系统包括机器视觉、高精度定位、智能同步控制3个子系统,具备铁路隧道与公路隧道病害检测能力。根据铁路隧道和公路隧道的理论断面尺寸,对面阵相机图像采集系统进行设计,包括相机的选型和多个相机在3D空间中的布局等。现场测试结果表明,采用该设计方案,能够发现宽度0.2 mm的病害,为隧道养护提供科学依据和合理建议。 展开更多
关键词 隧道检测车 隧道表观检测技术 隧道病害 病害识别
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盾构机管片安装机常见故障及其处理方法
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作者 王百泉 《山西建筑》 2010年第33期343-344,共2页
以北京地下双线铁路隧道工程中的膨润土—气垫式泥水盾构机为例,简要介绍了盾构机的管片安装机系统,针对管片安装机常见故障进行了原因分析,并阐述了解决办法,对保证盾构施工正常运行具有一定指导意义。
关键词 盾构机 管片安装机 故障 解决方法
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大直径盾构隧道弧形件预制装配精调技术研究与实践
9
作者 赵旭 杜峰 +3 位作者 余鲸 冯国峰 林春刚 王百泉 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2023年第S02期492-503,共12页
为不断提升拼装机器人的弧形件拼装精度,在工程的实际使用中对拼装机器人的精调测量方案进行数次优化改进,最终采用T字型三棱镜精调方案。具体介绍弧形件拼装机的3个精调流程方案,展示精调方案中不同的优化策略,最终实现以下效果:1)利... 为不断提升拼装机器人的弧形件拼装精度,在工程的实际使用中对拼装机器人的精调测量方案进行数次优化改进,最终采用T字型三棱镜精调方案。具体介绍弧形件拼装机的3个精调流程方案,展示精调方案中不同的优化策略,最终实现以下效果:1)利用自研的拼装机器人,实现了弧形件智能化拼装,节约了人力成本,保证了施工进度及安全要求;2)通过不断优化改进精调方案,实现了3 mm的弧形件拼装精度。 展开更多
关键词 大直径盾构 铁路隧道 弧形件预制拼装 智能建造 精调方法
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基于分时复用原理的多通道探地雷达时序控制模块设计及应用 被引量:1
10
作者 王百泉 刘昌斌 +3 位作者 王华 张安学 陈思宇 谢韬 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2022年第9期1637-1646,共10页
为实现对隧道衬砌空洞和地质病害的无损、高效检测,基于分时复用原理,通过FPGA编程和时序电路设计实现一种瞬态脉冲型多通道探地雷达时序控制模块,并应用于多频多通道隧道病害检测探地雷达系统。该时序控制模块可以产生多路同频等相位... 为实现对隧道衬砌空洞和地质病害的无损、高效检测,基于分时复用原理,通过FPGA编程和时序电路设计实现一种瞬态脉冲型多通道探地雷达时序控制模块,并应用于多频多通道隧道病害检测探地雷达系统。该时序控制模块可以产生多路同频等相位差时钟,分时触发各个通道脉冲信号的单次收发,从时间上分离通道间串扰信号和有效雷达回波,实现探地雷达多频段多通道的高效工作。试验测试和实地验证结果表明:该时序控制模块在脉冲重复频率为500 kHz时,能实现8通道雷达测试系统相邻通道间240 ns左右的触发时差,并在触发时差范围内保证观察时窗内雷达回波信号的稳定性;同时,该模块也能应用于3频段6通道隧道病害检测探地雷达系统,并在距离介质分界面65 cm时反映出实际隧道预埋病害的深度和尺寸信息。 展开更多
关键词 隧道病害检测 6通道探地雷达 时序控制模块 分时复用
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盾构刀盘高压焊接维修工艺研究 被引量:1
11
作者 周灿丰 焦向东 +5 位作者 何峰 李小岗 许维青 王百泉 李其修 蒋建敏 《焊接技术》 2015年第9期36-39,共4页
磨损的盾构刀盘需要进行焊接维修,对于不能开舱进行常压维修的场合,需要采用高压焊接技术。本文介绍了盾构刀盘磨损及其在隧道内高压环境下的维修技术原理,在北京地下直径线项目盾构的气垫舱内进行了0.15,0.22,0.3 MPa下的焊条电弧焊工... 磨损的盾构刀盘需要进行焊接维修,对于不能开舱进行常压维修的场合,需要采用高压焊接技术。本文介绍了盾构刀盘磨损及其在隧道内高压环境下的维修技术原理,在北京地下直径线项目盾构的气垫舱内进行了0.15,0.22,0.3 MPa下的焊条电弧焊工艺试验,焊工作业过程安全,焊接过程顺利,焊接试件质量符合水下焊接标准AWS D3.6M:1999的要求。 展开更多
关键词 盾构 刀盘 压缩空气 焊条电弧焊
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新型智能衬砌台车施工自动控制系统研究与应用 被引量:19
12
作者 王百泉 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2019年第10期1728-1735,共8页
为减少隧道二次衬砌空洞、裂缝、掉块等病害,解决普通衬砌台车在隧道衬砌施工中存在的搭接部位易损坏、浇筑量状况不能有效监控、拱顶不能有效振捣等问题,结合新型智能衬砌台车功能设计方案和传统施工工艺,基于引进信息化、智能化设计理... 为减少隧道二次衬砌空洞、裂缝、掉块等病害,解决普通衬砌台车在隧道衬砌施工中存在的搭接部位易损坏、浇筑量状况不能有效监控、拱顶不能有效振捣等问题,结合新型智能衬砌台车功能设计方案和传统施工工艺,基于引进信息化、智能化设计理念,研发出一套集成台车浇筑状况、台车布料系统、振捣系统、顶部压力监测、搭接监测系统、液压系统、侧部压力监测、行走控制系统、衬砌数据报表等功能的新型智能台车施工自动控制系统,并应用在张吉怀铁路1标吉首隧道。结果表明:该系统可实现衬砌施工自动化、信息化和智能化,极大提高衬砌施工自动化水平,降低工人劳动强度,有效减少衬砌背后空洞,提高衬砌施工质量。 展开更多
关键词 智能衬砌台车 隧道 拱顶振捣 浇筑量 自动控制 自动监测
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盾构管片钢筋笼自动加工设备设计及应用技术研究 被引量:9
13
作者 王百泉 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2018年第3期468-473,共6页
为解决盾构管片钢筋笼采用人工加工方法人力投入大、加工质量不稳定和安全风险高等难题,开发自动加工设备已是迫在眉睫。以长株潭城际铁路CZTZH-1标工程为依托,通过对盾构管片钢筋笼生产工艺和钢筋加工设备进行系统分析和研究,确定棒材... 为解决盾构管片钢筋笼采用人工加工方法人力投入大、加工质量不稳定和安全风险高等难题,开发自动加工设备已是迫在眉睫。以长株潭城际铁路CZTZH-1标工程为依托,通过对盾构管片钢筋笼生产工艺和钢筋加工设备进行系统分析和研究,确定棒材钢筋剪切、单片网成型、物料存储和立体网焊接成型等系统模块的设计方案和参数,完成设备加工制造、工程现场应用以及优化改进,形成有效的流水作业生产线,从而解决盾构管片钢筋笼自动加工的难题,实现加工机械化和自动化,有效降低劳动强度,提高安全性,且焊接质量稳定可控。 展开更多
关键词 盾构 管片 钢筋笼 自动加工 棒材钢筋剪切 单片网成型 物料存储 立体网成型
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土压/泥水平衡双模式盾构适应性设计 被引量:9
14
作者 王百泉 左龙 +1 位作者 刘永胜 孟鑑先 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2020年第S02期314-318,共5页
为解决复杂地质及周边环境盾构设备选型难题,结合多模式盾构的发展与研究现状,对多模式盾构进行了定义与分类,主要分为土压/泥水双模式盾构、土压/TBM双模式盾构、泥水/TBM双模式盾构等几大类型。并结合南宁市轨道交通5号线一期工程,对... 为解决复杂地质及周边环境盾构设备选型难题,结合多模式盾构的发展与研究现状,对多模式盾构进行了定义与分类,主要分为土压/泥水双模式盾构、土压/TBM双模式盾构、泥水/TBM双模式盾构等几大类型。并结合南宁市轨道交通5号线一期工程,对土压/泥水平衡双模式盾构的主要工作原理、特点、适用范围及适应性设计等方面进行了分析,结果表明:土压/泥水平衡模式盾构地质适应性广、设备利用率高、施工成本低,解决了同一区间不同地质环境条件下盾构设备选型的问题,在一定程度上为地质复杂、工程敏感地带提供了一套可靠解决方案。 展开更多
关键词 双模式盾构 土压/泥水 工作原理 适应性
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复杂条件下的大直径泥水盾构掘进参数控制 被引量:11
15
作者 王百泉 任勇 +1 位作者 金仲祥 古艳旗 《中国工程科学》 2010年第12期65-69,共5页
对盾构掘进参数进行了详细试验,对不同地层条件下刀盘扭矩与刀具磨损情况之间的关系进行了详细分析,并探讨了盾构姿态的控制方法,同时对同步注浆参数及泥水循环系统做以简要介绍,总结了掘进参数、泥浆密度等在盾构掘进中的重要地位。
关键词 泥水盾构 掘进参数 同步注浆 泥水循环 盾构姿态
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盾构管片钢筋笼平面网片自动成型模块设计与应用 被引量:2
16
作者 王百泉 彭涛 +1 位作者 尚伟 谢韬 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2020年第3期444-451,共8页
为解决盾构隧道管片钢筋笼平面网片人工焊接效率低、人员投入大、加工质量不稳定等问题,以佛莞城际FGZH-3标项目为依托,对管片钢筋笼平面网片成型模块的自动定位与成型、横筋自动落料与焊接装置、平面网片弯弧与焊接装置、自动控制系统... 为解决盾构隧道管片钢筋笼平面网片人工焊接效率低、人员投入大、加工质量不稳定等问题,以佛莞城际FGZH-3标项目为依托,对管片钢筋笼平面网片成型模块的自动定位与成型、横筋自动落料与焊接装置、平面网片弯弧与焊接装置、自动控制系统等的设计方案进行研究和优化。通过引入平面网片定型装置、内外弧弯曲矫正模具等解决了平面网片弯曲和焊接应力集中、接头对正和焊接质量不稳定等难题,可实现管片钢筋笼平面网片从钢筋落料至一次成型的机械化、自动化,保障平面网片加工质量,降低工人劳动强度,以期推动管片钢筋笼自动加工成套设备的研发与升级。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片 钢筋笼平面网片 自动定位 焊接装置
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盾构渣土无害化处理、资源化利用现状与展望 被引量:71
17
作者 郭卫社 王百泉 +1 位作者 李沿宗 莫松 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2020年第8期I0003-I0014,共12页
随着中国大量城市盾构工程的实施,盾构渣土已成为最主要的城市建筑垃圾,给城市环境带来了极大挑战。对盾构渣土资源化利用情况、排放危害、处理方法与问题、资源化利用技术与案例进行总结和分析,提出盾构渣土处置未来需要解决的问题以... 随着中国大量城市盾构工程的实施,盾构渣土已成为最主要的城市建筑垃圾,给城市环境带来了极大挑战。对盾构渣土资源化利用情况、排放危害、处理方法与问题、资源化利用技术与案例进行总结和分析,提出盾构渣土处置未来需要解决的问题以及发展方向。具体为:1)欧美等发达国家建筑垃圾利用率较高,中国盾构渣土资源化利用率较低(不足1%);2)中国盾构渣土目前主要采用露天堆放或填埋的传统方式进行处理,存在占用土地、污染土壤及水体、破坏市容环境、影响安全等危害;3)中国目前基本形成了同步注浆材料利用,浇筑建材产品、高强高密度陶粒及种植土制作等盾构渣土资源化利用工艺或技术,但由于技术水平、经济成本、政策配套等方面的原因,一直未能得到规模化发展;4)中国需要在渣土处理和资源化利用技术上进一步突破,同时政府在管理机制、政策扶持等方面也应大力支持,以促进盾构渣土处置向“无害化、资源化、标准化、产业化”方向发展。 展开更多
关键词 盾构渣土 处理方法 无害化处理 资源化利用
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模架一体化新型衬砌台车设计及应用技术研究 被引量:6
18
作者 林春刚 李荆 +2 位作者 王百泉 尚伟 谢韬 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2019年第A01期433-437,共5页
为解决传统的混凝土衬砌施工时边墙振捣安全性及其他工序车辆通行受阻等问题,以丽江至香格里拉铁路站前工程LXZQ-2标中义隧道工程为依托,通过对隧道混凝土衬砌施工工艺和台车结构进行系统分析和研究,确定单线铁路隧道模架一体化新型衬... 为解决传统的混凝土衬砌施工时边墙振捣安全性及其他工序车辆通行受阻等问题,以丽江至香格里拉铁路站前工程LXZQ-2标中义隧道工程为依托,通过对隧道混凝土衬砌施工工艺和台车结构进行系统分析和研究,确定单线铁路隧道模架一体化新型衬砌台车的设计方案和参数。该台车具有模架一体化技术以及新型便捷式振捣技术,并在中义隧道进行现场应用。结果表明:1)该台车内部净空增大,装载机以及出碴车能够轻松通过台车底部,杜绝了磕碰等隐患;2)关、拆模较旧台车提前2h左右;3)采用质量轻、42V低电压新型振捣棒,安全性更高,同时借助于弹力卷筒、导向装置的作用可以大大降低工人振捣时的劳动强度。 展开更多
关键词 单线铁路隧道 衬砌台车 模架一体化技术 新型边墙振捣技术
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开挖舱高压环境下盾构刀盘动火修复技术 被引量:4
19
作者 李建华 何伟 王百泉 《隧道建设》 北大核心 2015年第9期891-896,共6页
为了解决盾构在城市环境中长距离掘进时刀盘修复难题,结合北京铁路地下直径线工程的成功经验,阐述带压动火的整体思路,介绍带压动火作业的现场实施情况,分析在焊接过程中保障作业空间安全、气体环境的防爆安全、人员健康和作业可控的技... 为了解决盾构在城市环境中长距离掘进时刀盘修复难题,结合北京铁路地下直径线工程的成功经验,阐述带压动火的整体思路,介绍带压动火作业的现场实施情况,分析在焊接过程中保障作业空间安全、气体环境的防爆安全、人员健康和作业可控的技术要求,研究高压焊接技术涉及的焊接方法、焊接设备、焊接材料和焊接工艺等系列问题,形成了完整的技术体系,并取得了良好的应用效果。 展开更多
关键词 隧道 砂卵石地层 盾构 刀盘修复 带压动火 环境安全保障 高压焊接技术
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一种时域矢量网络分析仪系统设计
20
作者 谢韬 徐文靖 +6 位作者 刘永胜 王百泉 王力 陈思宇 师振盛 陈娟 张安学 《测试技术学报》 2022年第5期391-397,425,共8页
针对微波网络在日益复杂的激励状态下瞬态特性的测试需求,本文提出一种时域矢量网络分析仪系统设计,主要由脉冲源模块、超宽带定向耦合器模块和超宽带采样接收模块组成.本文提出一种60 ps量级边沿的超宽带窄脉冲电路,产生系统激励.采用... 针对微波网络在日益复杂的激励状态下瞬态特性的测试需求,本文提出一种时域矢量网络分析仪系统设计,主要由脉冲源模块、超宽带定向耦合器模块和超宽带采样接收模块组成.本文提出一种60 ps量级边沿的超宽带窄脉冲电路,产生系统激励.采用空气介质的厚带渐变耦合带状线方案,实现超宽带定向耦合器设计,分离入射信号和反射信号.利用跟踪保持模块和两级延迟线结构,实现10 ps步进间隔的超宽带采样接收模块设计,无失真采样超宽带窄脉冲信号.在系统测试中,实现了S参数测量、时域瞬态特性测量和故障诊断与定位功能. 展开更多
关键词 矢量网络分析仪 超宽带 皮秒量级窄脉冲 定向耦合器 等效采样
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