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本發(fā)明屬于隧道及地下工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于探地雷達(dá)的盾構(gòu)隧道沉降 控制方法。采用動(dòng)態(tài)循環(huán)反饋方法進(jìn)行盾構(gòu)隧道沉降控制，具體步驟為：采用探地雷達(dá) 設(shè)備對(duì)盾構(gòu)隧道壁后注漿進(jìn)行全斷面和縱向的探測(cè)，然后通過(guò)測(cè)定或估算得到注漿材料 介電常數(shù)，并將其應(yīng)用于隧道壁后注漿層的模型試驗(yàn)探測(cè)、正演模擬結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)的 數(shù)據(jù)，提取特征圖像和特征波，將其作為訓(xùn)練輸入樣本，利用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)識(shí)別方 法，得到隧道壁后注漿層分布形態(tài)；結(jié)合地表沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。根據(jù)以上分析結(jié) 果確定下一步的施工控制措施，為了驗(yàn)證控制措施的效果需再一次進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的探測(cè)，形 成循環(huán)動(dòng)態(tài)過(guò)程，至完全有效控制盾構(gòu)隧道不均勻沉降變形。本發(fā)明很好地解決壁后注 漿的效果，使得盾構(gòu)隧道沉降控制方法更加科學(xué)化。

該探條由手柄、連桿、探頭組成，探頭直徑為1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mm五種型號(hào)，長(zhǎng)度8～12mm，手柄長(zhǎng)70mm，連桿長(zhǎng)140mm，直徑為0.8mm，探頭與連桿采用特殊工藝一次成型，不易折斷脫落，采取特殊工藝電壓變化著色為：金黃、淡蘭、深蘭不等，不退色、不污染、術(shù)中易辨，利用術(shù)者操作。用鈦合金制成，彈性高，柔韌性好，用于血管內(nèi)的測(cè)量擴(kuò)張。

本發(fā)明公開(kāi)了一種導(dǎo)磁構(gòu)件超強(qiáng)磁化漏磁檢測(cè)方法及裝置。該方法采用單一穿過(guò)式磁化線(xiàn)圈對(duì)導(dǎo)磁構(gòu)件進(jìn)行局部單一軸向超強(qiáng)磁化，激發(fā)出其上縱、橫向傷的泄漏磁場(chǎng)并利用磁敏元件陣列加以拾取，實(shí)現(xiàn)其上縱、橫向傷的全面檢出；再通過(guò)信號(hào)求和比較法進(jìn)行縱、橫向傷檢出信號(hào)區(qū)分并對(duì)其進(jìn)行信號(hào)幅值補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)同損傷當(dāng)量的縱、橫向傷等信號(hào)幅值與靈敏度的統(tǒng)一判斷。裝置包括穿過(guò)式線(xiàn)圈、磁敏組件，信號(hào)識(shí)別補(bǔ)償組件和數(shù)據(jù)采集卡。本發(fā)明將傳統(tǒng)的檢測(cè)方法進(jìn)行簡(jiǎn)化與統(tǒng)一，降低成本；實(shí)現(xiàn)導(dǎo)磁構(gòu)件與檢測(cè)單元之間簡(jiǎn)單的直進(jìn)式相對(duì)掃查運(yùn)動(dòng)，完成高速高效地

在過(guò)去的二十年里，磁電材料因其在磁傳感器、能量回收器、微機(jī)電系統(tǒng)、可調(diào)微波器件等工程領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，一直以來(lái)得到了研究者的廣泛關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)強(qiáng)的磁電耦合，北京大學(xué)工學(xué)院的研究者們利用不同的壓電和壓磁材料制備了諸如0-3型、3-1型、2-2型和2-1型的磁電復(fù)合材料。 北京大學(xué)工學(xué)院實(shí)驗(yàn)室通過(guò)激光處理壓磁材料FeBSi合金(Metglas)，提出了1-1型的磁電復(fù)合結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試得出：1-1型磁電材料具有超高的磁電系數(shù)（超過(guò)7000 V/cm Oe），相比于現(xiàn)有結(jié)果提高了接近7倍。當(dāng)被測(cè)磁場(chǎng)頻率為復(fù)合材料的諧振頻率時(shí)，在室溫條件下測(cè)到了1.35×〖10〗^(-13)Tesla的微弱磁場(chǎng)，這是塊體磁電復(fù)合材料領(lǐng)域的重要突破。該研究還發(fā)現(xiàn)，激光快速退火處理可以顯著降低壓磁材料在諧振頻率點(diǎn)的交流損耗，從而提高1-1型磁電結(jié)構(gòu)的機(jī)械品質(zhì)因子。此外，1維（1D）的結(jié)構(gòu)也有利于降低退磁因子，并增強(qiáng)磁通聚集效應(yīng)。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 在過(guò)去的二十年里，磁電材料因其在磁傳感器、能量回收器、微機(jī)電系統(tǒng)、可調(diào)微波器件等工程領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，一直以來(lái)得到了研究者的廣泛關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)強(qiáng)的磁電耦合，北京大學(xué)工學(xué)院的研究者們利用不同的壓電和壓磁材料制備了諸如0-3 型、3-1 型、2-2 型和2-1型的磁電復(fù)合材料。北京大學(xué)工學(xué)院實(shí)驗(yàn)室通過(guò)激光處理壓磁材料FeBSi 合金 (Metglas)，提出了1-1 型的磁電復(fù)合結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試得出：1-1 型磁電材料具有超高的磁電系數(shù)（超過(guò)7000 V/cm Oe），相比于現(xiàn)有結(jié)果提高了接近7 倍。當(dāng)被測(cè)磁場(chǎng)頻率為復(fù)合材料的諧振頻率時(shí)，在室溫條件下測(cè)到了1.35×〖10〗^(-13)Tesla 的微弱磁場(chǎng)，這是塊體磁電復(fù)合材料領(lǐng)域的重要突破。該研究還發(fā)現(xiàn)，激光快速退火處理可以顯著降低壓磁材料在諧振頻率點(diǎn)的交流損耗，從而提高1-1 型磁電結(jié)構(gòu)的機(jī)械品質(zhì)因子。此外，1 維（1D）的結(jié)構(gòu)也有利于降低退磁因子，并增強(qiáng)磁通聚集效應(yīng)。應(yīng)用范圍基于磁電耦合效應(yīng)，該項(xiàng)研究課題組首次提出了磁電磁通門(mén)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，旨在對(duì)微弱直流磁場(chǎng)進(jìn)行探測(cè)。這個(gè)磁電磁通門(mén)具有梭形結(jié)構(gòu)，對(duì)于1nT 的直流磁場(chǎng)輸入，磁電磁通門(mén)輸出信號(hào)的相對(duì)變化相比現(xiàn)有的結(jié)果提高了4-5 倍，為磁異常探測(cè)在導(dǎo)航、醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造了可能。項(xiàng)目階段本課題組同內(nèi)窺鏡團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)展了基于磁電耦合原理的磁電傳感器陣列和磁成像系統(tǒng)，研制了國(guó)內(nèi)首臺(tái)磁電磁成像樣機(jī)。該樣機(jī)核心組成部分由56 路磁電傳感器、驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)采集與處理、磁成像顯示等構(gòu)成。該磁成像系統(tǒng)不僅能夠檢測(cè)磁性金屬物的存在，而且還能準(zhǔn)確判斷其位置、姿態(tài)，定位偏差縱向在1.2cm 以?xún)?nèi)，橫向偏差在0.5cm 以?xún)?nèi)。另外，通過(guò)對(duì)金屬棒掃描和采集信號(hào)的微分處理，還可以判斷金屬棒的長(zhǎng)、徑比值。該項(xiàng)研究提出的磁成像系統(tǒng)在安檢、醫(yī)學(xué)上人體內(nèi)磁性藥囊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方面具有較大應(yīng)用價(jià)值。知識(shí)產(chǎn)權(quán)已申請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)利。合作方式 技術(shù)轉(zhuǎn)讓、合作開(kāi)發(fā)。

“羲和號(hào)”衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了國(guó)際首次太陽(yáng)Hα波段光譜成像的空間觀測(cè)，為研究太陽(yáng)低層大氣動(dòng)力學(xué)和太陽(yáng)爆發(fā)物理機(jī)制提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。 一、項(xiàng)目分類(lèi) 重大科學(xué)前沿創(chuàng)新、關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 2021年10月14日18時(shí)51分，“羲和號(hào)”衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心順利升空，拉開(kāi)了我國(guó)空間探日的序幕。“羲和號(hào)”衛(wèi)星由國(guó)家航天局批復(fù)立項(xiàng)，由南京大學(xué)、上海航天技術(shù)研究院等單位聯(lián)合研發(fā)。衛(wèi)星設(shè)計(jì)重量550公斤，運(yùn)行于平均高度517公里的太陽(yáng)同步軌道。目前,衛(wèi)星在軌穩(wěn)定運(yùn)行，產(chǎn)生了首批太陽(yáng)科學(xué)數(shù)據(jù)，成果發(fā)布于2022年4月26日——中國(guó)航天大會(huì)期間舉行。衛(wèi)星專(zhuān)刊將于近期在<Science China Physics, Mechanics & Astronomy>發(fā)表。 “羲和號(hào)”衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了國(guó)際首次太陽(yáng)Hα波段光譜成像的空間觀測(cè)，為研究太陽(yáng)低層大氣動(dòng)力學(xué)和太陽(yáng)爆發(fā)物理機(jī)制提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。衛(wèi)星科學(xué)數(shù)據(jù)將通過(guò)南京大學(xué)科學(xué)與應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行國(guó)際共享（https://ssdc.nju.edu.cn）。 “羲和號(hào)”衛(wèi)星的發(fā)射成功獲評(píng)2021年中國(guó)天文學(xué)十大進(jìn)展、中國(guó)航天十大新聞、中國(guó)太空探索十大進(jìn)展等。習(xí)近平總書(shū)記在2022年新年賀詞中特別提到：“祝融”探火、“羲和”逐日、“天和”遨游星辰。“羲和號(hào)”衛(wèi)星科學(xué)與應(yīng)用系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)獲得2021年南京大學(xué)“科學(xué)研究突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。

本成果來(lái)自省部級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目，2014年獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)，2015年通過(guò)中國(guó)鐵路總公司的技術(shù)評(píng)審，2015年11月獲得國(guó)際隧道與地下空間協(xié)會(huì)年度技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)，認(rèn)為達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。該項(xiàng)技術(shù)的檢測(cè)速度從間歇式5km/h，提高到連續(xù)性175km/h，它能在正常的列車(chē)運(yùn)行條件下完成整條線(xiàn)隧道的檢測(cè)，徹底地改變了國(guó)家鐵路網(wǎng)隧道病害不能普查和定期體檢的現(xiàn)狀。該技術(shù)還可以用于公路隧道和地下鐵路隧道的健康狀態(tài)檢查

探地雷達(dá)屬于高科技產(chǎn)品，長(zhǎng)期以來(lái)，只有美國(guó)、加拿大、瑞典等少數(shù)國(guó)家生產(chǎn)。近年來(lái)我國(guó)國(guó)內(nèi)也生產(chǎn)探地雷達(dá)，一些大學(xué)也研制探地雷達(dá)，但是這些探地雷達(dá)多為單通道，地面耦合天線(xiàn)，掃描速率很低，不能用于車(chē)載。一般探地雷達(dá)系統(tǒng)好比照相機(jī)，而車(chē)載探地雷達(dá)系統(tǒng)好比多攝像頭的高速攝像機(jī)。車(chē)載探地雷達(dá)系統(tǒng)的掃描速率與高速攝像機(jī)的單位時(shí)間內(nèi)所能拍攝的照片數(shù)類(lèi)似，掃描速率越高，測(cè)試速度越高。目前國(guó)外車(chē)載探地雷達(dá)系統(tǒng)主要有美國(guó)GSSI公司的SIR-20系列、30系列和意大利IDS公司RIS-2K系列。車(chē)載探地雷達(dá)技術(shù)有五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：空氣耦合天線(xiàn)、多個(gè)通道技術(shù)、高速掃描技術(shù)、定位技術(shù)和多通道數(shù)據(jù)處理技術(shù)。以我校地學(xué)學(xué)院昝月穩(wěn)教授領(lǐng)銜研制的車(chē)載探地雷達(dá)系統(tǒng)，在這五項(xiàng)技術(shù)方面都達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先。專(zhuān)用空氣耦合天線(xiàn)，集中了國(guó)外喇叭型天線(xiàn)和平板天線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)；采用金屬殼全屏蔽，減少了外界干擾；三通道探地雷達(dá)系統(tǒng)的掃描速率是美國(guó)SIR-20系列雷達(dá)掃描速率的5倍，意大利RIS-K2系列雷達(dá)掃描速率6倍， 美國(guó)SIR-30系列后來(lái)才與我們的掃描速率相當(dāng)，但是探測(cè)深度只有我們的三分之一。定位系統(tǒng)采用了GPS和里程絕對(duì)坐標(biāo)定位技術(shù)，可以整條線(xiàn)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，而國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品是相對(duì)定位，累計(jì)誤差大，無(wú)法長(zhǎng)距離檢測(cè)。自主研發(fā)了多通道數(shù)據(jù)處理軟件，在吸收國(guó)外軟件優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，軟件功能達(dá)到國(guó)外同類(lèi)軟件先進(jìn)水平。該項(xiàng)成套系統(tǒng)集成技術(shù)已成功應(yīng)用于工程實(shí)際，2008年經(jīng)鐵道部鑒定達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)了不干擾運(yùn)輸?shù)穆坊鶢顟B(tài)檢測(cè)與普查。鐵路車(chē)載探地雷達(dá)24小時(shí)可以采集2880km的數(shù)據(jù)，而在運(yùn)營(yíng)線(xiàn)上人工檢測(cè)至少需要一年的時(shí)間，其效率是不言而喻的。