蔣宇靜, 張學(xué)朋

(1. 礦山災(zāi)害預(yù)防控制省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(培育)(山東科技大學(xué))， 山東 青島 266590；2. 長(zhǎng)崎大學(xué)工學(xué)院， 日本 長(zhǎng)崎 8528521)

0 引言

交通是國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)的重要設(shè)施，在鐵路、公路建設(shè)過程中，為了縮短行車?yán)锍?、?jié)約資源、改善交通運(yùn)輸條件，開鑿隧道已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)交通便利的一種重要手段。隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展、綜合國(guó)力的不斷提升及高新技術(shù)的不斷應(yīng)用，我國(guó)隧道及地下工程得到了前所未有的迅速發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)成為世界上隧道工程數(shù)量最多、規(guī)模最大的國(guó)家。由于各種自然和人為因素的影響，隧道襯砌常常出現(xiàn)不同類型和不同程度的病害，如隧道拱頂開裂、邊墻開裂、拱頂空洞、襯砌損壞、隧道滲漏水、隧道凍害、圍巖大變形、襯砌厚度薄、混凝土強(qiáng)度低、隧道內(nèi)空氣污染等。如甘肅連霍高速公路烏鞘嶺隧道群由于襯砌開裂導(dǎo)致滲漏水等多種襯砌病害，通車1年來該隧道群路段就發(fā)生了63起道路交通事故，其中4號(hào)隧道內(nèi)發(fā)生22起。隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)超過30%～40%的公路隧道處于亞健康甚至病害的狀態(tài)，隧道健康狀況日益成為隧道養(yǎng)護(hù)中極其重要的環(huán)節(jié)。

隧道襯砌健康狀況的檢測(cè)技術(shù)是進(jìn)行隧道維修加固的首要前提。傳統(tǒng)的隧道病害檢測(cè)方法，如目測(cè)、鉆孔取芯、壓水測(cè)試和鉆孔聲波等，不僅效率低、代表性差、偶然性大，而且鉆孔取芯、壓水測(cè)試和鉆孔聲波等方法破壞了襯砌的整體性[1]。隨著科技的進(jìn)步，無損檢測(cè)技術(shù)NDT(non-destructive testing)的引入改進(jìn)了檢測(cè)效果。該檢測(cè)技術(shù)除了具有不損壞工程結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)外，檢測(cè)速度快而全面，并且在檢測(cè)結(jié)果定量可靠性、數(shù)據(jù)圖形直觀性等方面存在很大的優(yōu)勢(shì)[2]。目前，國(guó)內(nèi)外主要的無損檢測(cè)技術(shù)有聲波法、地質(zhì)雷達(dá)法、激光掃描技術(shù)、攝影測(cè)量法、光學(xué)分析法和多種無損技術(shù)的綜合利用法[3-8]。上述檢測(cè)技術(shù)目前應(yīng)用較為成熟，但多為單一化、半自動(dòng)化的檢測(cè)方式，一般檢測(cè)速度較低，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，危險(xiǎn)系數(shù)也比較高，且需要從業(yè)人員具備一定的專業(yè)技能。隨著我國(guó)公路交通事業(yè)的快速發(fā)展，這種半自動(dòng)化的檢測(cè)方式不能滿足大規(guī)模隧道的普查工作，更不適合在運(yùn)營(yíng)公路或鐵路隧道進(jìn)行檢測(cè)，越來越難以滿足檢測(cè)需求。

隨著無損檢測(cè)技術(shù)的成熟應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)的科研成果進(jìn)行了轉(zhuǎn)化，研發(fā)出一系列隧道襯砌病害自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。對(duì)于隧道襯砌表面病害，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)一般采用基于機(jī)器視覺的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行隧道結(jié)構(gòu)病害快速檢測(cè)，該技術(shù)可以分為基于攝影測(cè)量的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)和基于激光掃描的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)[9-10]?；跈C(jī)器視覺的隧道襯砌表面病害檢測(cè)技術(shù)可以直觀地呈現(xiàn)隧道表面圖像，所開發(fā)的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)包括硬件和軟件系統(tǒng)2部分，其中硬件系統(tǒng)包括檢測(cè)設(shè)備搭載平臺(tái)、圖像采集系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)以及輔助設(shè)備，軟件系統(tǒng)包括圖像處理系統(tǒng)及病害信息分析系統(tǒng)等。

上述研究中所開發(fā)的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)目前仍然存在檢測(cè)指標(biāo)單一化、檢測(cè)速度較慢的缺點(diǎn)，無法對(duì)隧道襯砌健康狀態(tài)做出全面評(píng)價(jià)；另外，基于激光掃描技術(shù)的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)化識(shí)別程度較低，需要自動(dòng)識(shí)別與人工修正相結(jié)合。為了進(jìn)一步提高隧道襯砌的自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)及襯砌健全度評(píng)價(jià)技術(shù)，基于無損檢測(cè)技術(shù)開展了非可視化高速攝影檢測(cè)技術(shù)和常時(shí)微動(dòng)檢測(cè)技術(shù)研究。同時(shí)介紹了襯砌健康狀態(tài)定量化評(píng)價(jià)方面的進(jìn)展，介紹了多種襯砌健康狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括分形維數(shù)、常時(shí)微動(dòng)平均合成譜和已有的TCI(tunnel-lining crack index)，并結(jié)合實(shí)際案例給出了上述3個(gè)指標(biāo)之間的相關(guān)性。

1 隧道襯砌病害無損檢測(cè)技術(shù)

1.1 高速攝影病害檢測(cè)技術(shù)

1.1.1 非可視化高速隧道襯砌點(diǎn)檢系統(tǒng)

與西日本高速公路集團(tuán)合作研發(fā)的非可視化高速隧道襯砌點(diǎn)檢系統(tǒng)(見圖1)可實(shí)現(xiàn)隧道表面病害的快速檢測(cè)。該系統(tǒng)以卡車作為搭載平臺(tái)，主要包括7臺(tái)攝影單元、襯砌表面成像系統(tǒng)和表面病害自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，另外搭載距離傳感器、非接觸式速度計(jì)等輔助設(shè)備實(shí)現(xiàn)檢測(cè)過程的自動(dòng)化。其主要技術(shù)性能指標(biāo)如表1所示。

圖1 非可視化高速隧道襯砌點(diǎn)檢系統(tǒng)

表1 非可視化高速隧道襯砌點(diǎn)檢系統(tǒng)主要技術(shù)性能指標(biāo)

1.1.2 攝影單元

襯砌表面病害檢測(cè)中攝影單元是關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，攝影單元構(gòu)造如圖2所示。攝影單元包括CCD線陣相機(jī)單元(見圖2(a))、自主研發(fā)的相機(jī)鏡頭自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)(見圖2(b))和攝影單元角度調(diào)整機(jī)構(gòu)(見圖2(c))及相應(yīng)的配置管理控制程序。CCD線陣相機(jī)單元搭載LED紅外線光源，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)過程中照明不可視化，避免檢測(cè)過程對(duì)周邊過往車輛造成干擾；配置管理控制程序針對(duì)不同隧道截面尺寸能夠給出7臺(tái)攝影單元的角度、變焦和對(duì)焦的最優(yōu)值，7臺(tái)攝影單元按照相應(yīng)配置指令能夠?qū)崿F(xiàn)隧道一側(cè)襯砌結(jié)構(gòu)表面的全覆蓋； 鏡頭自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)根據(jù)相應(yīng)配置指令能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)前根據(jù)隧道斷面的不同尺寸自動(dòng)調(diào)整鏡頭焦距，以獲得不同橫截面幾何形狀的指定分辨率(0.5 mm/pixel)圖像； 攝影單元角度調(diào)整機(jī)構(gòu)根據(jù)配置程序指令實(shí)現(xiàn)7臺(tái)相機(jī)角度的自動(dòng)化調(diào)整，另外該機(jī)構(gòu)還具有固定攝影單元作用。

(a) CCD線陣相機(jī)單元

(b) 相機(jī)鏡頭自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)

(c) 攝影單元角度調(diào)整機(jī)構(gòu)

1.1.3 點(diǎn)檢系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)用

襯砌表面病害特征識(shí)別與解析中圖形拼接和圖形識(shí)別是2個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。本系統(tǒng)中襯砌表面成像系統(tǒng)處理圖形拼接過程如下： 1)圖形灰度均一化處理； 2)圖形失真矯正； 3)圖形配準(zhǔn)和圖形融合。圖形拼接后得到完整的隧道襯砌表面圖像，基于圖像灰度特征實(shí)現(xiàn)裂縫圖形的自動(dòng)識(shí)別與提取，裂縫檢測(cè)精度為0.2 mm(檢測(cè)車速度100 km/h情況下)[11]。該檢測(cè)技術(shù)成功應(yīng)用于日本九州自動(dòng)車道加久藤隧道襯砌表面病害檢測(cè)識(shí)別，該隧道襯砌段長(zhǎng)度為10.2 m，起拱線寬度為11.0 m，隧道周長(zhǎng)為20.5 m，裂縫自動(dòng)識(shí)別與定期人工點(diǎn)檢圖形如圖3所示。其中圖3(b)中的點(diǎn)線區(qū)域范圍是隧道定期檢查中遺漏記錄的地方，由此可以看出該檢測(cè)技術(shù)提高了檢測(cè)與識(shí)別的自動(dòng)化水平和程度，減少了人為干擾因素和人為差錯(cuò)。表2列出了襯砌裂縫人工檢測(cè)和自動(dòng)提取的結(jié)果對(duì)比，與傳統(tǒng)的人工定期點(diǎn)檢對(duì)比該系統(tǒng)襯砌裂縫的自動(dòng)提取率高達(dá)90%，可完全實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)隧道安全高效的檢測(cè)。

(a) 人工點(diǎn)檢

(b) 智能識(shí)別提取

表2 日本九州自動(dòng)車道加久藤隧道襯砌裂縫人工檢測(cè)和自動(dòng)提取結(jié)果對(duì)比

1.2 常時(shí)微動(dòng)檢測(cè)技術(shù)

基于攝影測(cè)量的無損檢測(cè)技術(shù)只能測(cè)得襯砌表面的質(zhì)量狀況，其內(nèi)部質(zhì)量信息無法獲取。隧道襯砌厚度不足、混凝土內(nèi)部質(zhì)量缺陷(蜂窩、孔洞、裂隙及夾層、強(qiáng)度不足)、襯砌背后空洞或回填不密實(shí)等內(nèi)部缺陷導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)承載力降低，從而導(dǎo)致襯砌開裂、混凝土脫落或者滲漏水等眾多問題，嚴(yán)重影響著隧道的正常使用，威脅過往車輛的安全行駛。根據(jù)振動(dòng)力學(xué)理論，由于受到外界環(huán)境擾動(dòng)的影響，任何物體在任何時(shí)間都在以微小振幅不停振動(dòng)，這種不停的微小振動(dòng)被稱為常時(shí)微動(dòng)，物體的微動(dòng)特性受到其本身結(jié)構(gòu)和約束條件的影響。目前，測(cè)量結(jié)果主要應(yīng)用于地基土劃分、震害預(yù)測(cè)、建筑物健康檢測(cè)、邊坡防護(hù)等方面，該方法基于被檢測(cè)對(duì)象常時(shí)微動(dòng)的特點(diǎn)進(jìn)行健康檢測(cè)，不需要提供額外震源，具有適用性更強(qiáng)的特點(diǎn)。

將常時(shí)微動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于判斷隧道襯砌中存在的開裂、空洞等問題，在隧道襯砌質(zhì)量完整性好的部位采集常時(shí)微動(dòng)數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理后作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，在需要進(jìn)行襯砌檢測(cè)部位采集常時(shí)微動(dòng)數(shù)據(jù)，將此數(shù)據(jù)處理后與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，通過分析對(duì)比結(jié)果中異常信息進(jìn)行襯砌完整性判定。目前主要通過在襯砌表面安裝微動(dòng)傳感器來測(cè)量其微動(dòng)特性，該測(cè)量技術(shù)具有小型化、抗干擾能力強(qiáng)、精度高、無需額外震源等優(yōu)勢(shì)。圖4所示為常時(shí)微動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及布置示意圖，該檢測(cè)系統(tǒng)由三向微動(dòng)傳感器(加速度計(jì))、微動(dòng)信號(hào)調(diào)解器、數(shù)據(jù)收集分析處理器和數(shù)據(jù)線組成，3個(gè)加速度計(jì)分別安置在隧道軸向、橫斷方向和上下方向3個(gè)方位上，分別檢測(cè)隧道襯砌3個(gè)方向上常時(shí)微動(dòng)特征。為了得到襯砌振動(dòng)的可靠信息，檢測(cè)時(shí)間要足夠長(zhǎng)，以便消除干擾信號(hào)的影響，經(jīng)過反復(fù)測(cè)試時(shí)長(zhǎng)可設(shè)定為300 s，取樣間隔0.001 s。三向微動(dòng)傳感器本體采用市售加速度計(jì)，最大測(cè)定加速度為±30 m/s2，測(cè)定頻率范圍為0～400 Hz，分辨精度為1 mgal[12-14]。修建于1982年的長(zhǎng)崎高速公路日岳隧道現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況如圖5所示。

2 隧道襯砌健康定量評(píng)估技術(shù)探討

2.1 TCI評(píng)價(jià)指標(biāo)

襯砌裂紋的危險(xiǎn)程度判斷是一個(gè)世界性難題，原有的目測(cè)判斷法具有較強(qiáng)的主觀性； 常規(guī)襯砌健全度評(píng)價(jià)手段是基于一定判定標(biāo)準(zhǔn)考慮襯砌裂紋的數(shù)量、寬度以及長(zhǎng)度來對(duì)隧道襯砌的健全度做出判斷，而沒有考慮裂紋的方向性。TCI(tunnel-lining crack index)可以定量識(shí)別襯砌裂紋寬度、長(zhǎng)度及裂紋發(fā)展的方向，是一種可借鑒的定量評(píng)價(jià)指標(biāo)。TCI(即F0)計(jì)算表達(dá)式如式(1)所示。計(jì)算原理如圖6所示。

(a) 常時(shí)微動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

(b) 布置示意圖

(a) 檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)

(b) 部分檢測(cè)結(jié)果(間隔0.001 s，時(shí)長(zhǎng)100 s)

(1)

圖6 TCI計(jì)算原理圖

表3 TCI識(shí)別裂紋方向性算例

2.2 分形維數(shù)D評(píng)價(jià)指標(biāo)

分形理論是用分?jǐn)?shù)維度的視角和數(shù)學(xué)方法描述和研究客觀事物，即用分形分維的數(shù)學(xué)工具來描述研究客觀事物，更加符合客觀事物的多樣性與復(fù)雜性。近年來分形理論已經(jīng)在巖石及混凝土裂紋擴(kuò)展研究中得到一定的應(yīng)用[17-19]，為進(jìn)一步完善襯砌混凝土裂紋的全面表征，引入分形理論量化表征裂紋數(shù)量及交叉分布特征。盒維數(shù)(也稱為Minkowski維度)由于定義直觀、計(jì)算簡(jiǎn)便，在應(yīng)用中常被用來確定分形維數(shù)。基本計(jì)算原理如下： 將襯砌高速攝影圖像展開成平面圖，置于具有刻度r的均勻間隔的網(wǎng)格上，計(jì)數(shù)覆蓋所有裂紋所需的格子數(shù)N(r)，計(jì)算模型如圖7所示。盒維數(shù)定義如下：

(2)

(a) 裂紋分布圖 (b) r=1，N(1)=86

(c) r=2，N(2)=34 (d) r=4，N(4)=14

圖8為裂紋數(shù)量與裂紋交叉特征的分形維數(shù)表征。圖8(a)中，當(dāng)裂紋數(shù)量為4、8、16、32、48、64條時(shí)，分形維數(shù)D分別為1.274 5、1.306 2、1.369 0、1.450 4、1.529 1、1.589 9，可以看出隨著裂紋數(shù)量的增加，分形維數(shù)大致線性增大； 圖8(b)中，當(dāng)裂紋交叉點(diǎn)由0個(gè)逐級(jí)遞增到5個(gè)時(shí)，分形維數(shù)分別為1.246 7(0個(gè))、1.268 5(1個(gè))、1.270 5(2個(gè))、1.287 4(3個(gè))、1.314 5(4個(gè))、1.337 6(5個(gè))，可以看出隨著裂紋交叉點(diǎn)增加，分形維數(shù)基本也呈現(xiàn)出線性增加的趨勢(shì)。

2.3 常時(shí)微動(dòng)定量評(píng)價(jià)指標(biāo)

基于傅里葉變換對(duì)常時(shí)微動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)做頻譜分析，長(zhǎng)崎縣日岳隧道常時(shí)微動(dòng)數(shù)據(jù)(見圖5(a))變換結(jié)果如圖9所示。分析數(shù)據(jù)選取時(shí)，應(yīng)當(dāng)避開交通繁忙時(shí)異常波動(dòng)的波形數(shù)據(jù)，選取波形穩(wěn)定區(qū)域的數(shù)據(jù)。由于隧道襯砌微震噪聲比較高，頻率分布范圍廣，難以準(zhǔn)確識(shí)別其固有頻率，因此選用3個(gè)方向上50～200 Hz的平均頻譜量化表征襯砌混凝土振動(dòng)特性[20]。將隧道軸向、橫斷方向和上下方向3個(gè)方向的平均頻譜分別定義為Fx、Fy、Fz，通過式(3)可以得到混凝土襯砌的常時(shí)微動(dòng)平均合成譜RAS。

(3)

(a) 裂紋數(shù)量與分形維數(shù)之間的關(guān)系

(b) 裂紋交叉點(diǎn)數(shù)與分形維數(shù)之間的關(guān)系

圖9 長(zhǎng)崎縣日岳隧道常時(shí)微動(dòng)檢測(cè)結(jié)果頻譜特性(間隔0.001 s，計(jì)測(cè)時(shí)長(zhǎng)100 s)

2.4 工程實(shí)例

以日本長(zhǎng)崎縣高速公路日岳隧道襯砌健康檢測(cè)為例，對(duì)上述3個(gè)指標(biāo)之間的相關(guān)性進(jìn)行討論。日岳隧道修建于1982年，全長(zhǎng)780 m，最大埋深25 m，襯砌混凝土厚度為0.7 m和0.5 m，隧道運(yùn)營(yíng)20年后襯砌出現(xiàn)裂縫、滲漏水等缺陷[20]。圖10為日岳隧道12個(gè)典型襯砌段的表面裂紋自動(dòng)檢測(cè)結(jié)果。

圖11為日岳隧道65個(gè)襯砌段混凝土表面裂紋病害分形維數(shù)D和TCI之間的關(guān)系，可以看出TCI和D之間具有一定的關(guān)聯(lián)性，兩者之間呈指數(shù)分布關(guān)系。TCI和D可以相互補(bǔ)充實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道襯砌表面病害的定量評(píng)估。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明當(dāng)TCI大于20×10-5時(shí)，需要對(duì)隧道襯砌做出進(jìn)一步內(nèi)部測(cè)試。根據(jù)TCI與D的指數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，上述TCI臨界值對(duì)應(yīng)的分形維數(shù)D為1.238 6。由此可以將隧道的健康狀態(tài)分為4個(gè)部分： 完全健全狀態(tài)Ⅰ； 按D指標(biāo)健全但按TCI指標(biāo)不健全狀態(tài)Ⅱ； 按TCI指標(biāo)健全但按D指標(biāo)不健全狀態(tài)Ⅲ； 不健全狀態(tài)Ⅳ。結(jié)合這2個(gè)指標(biāo)，綜合考慮裂縫的寬度、長(zhǎng)度、方向、數(shù)量及交叉等特性，可以更為準(zhǔn)確地確定損傷襯砌段(如階段Ⅲ)。目前關(guān)于上述2個(gè)指標(biāo)對(duì)于裂縫寬度、長(zhǎng)度、分布特征等更深層次驗(yàn)證說明還需要更多的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)來做進(jìn)一步的驗(yàn)證。

圖12為襯砌常時(shí)微動(dòng)RAS與裂紋評(píng)價(jià)指標(biāo)TCI之間的關(guān)系。由圖12可以看出兩者存在一定的相關(guān)性。該方法的意義在于襯砌內(nèi)部的一些空洞和裂縫特征，對(duì)隧道安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，在常規(guī)的目測(cè)檢測(cè)中往往容易被忽略，如襯砌段20的TCI結(jié)果表明襯砌段處于健全狀態(tài)，但其RAS指標(biāo)卻異常大，表明襯砌段處于不健全狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)顯示該襯砌段內(nèi)部存在空洞。由此可以表明常時(shí)微動(dòng)能識(shí)別振動(dòng)異常點(diǎn)，可以作為襯砌健康度評(píng)價(jià)的補(bǔ)充，為進(jìn)一步內(nèi)部測(cè)試提供依據(jù)。

(a) S16 (b) S18 (c) S34

(d) S36 (e) S42 (f) S46

(g) S47 (h) S50 (i) S53

(j) S57 (k) S63 (l) S65

圖11 分形維數(shù)D和TCI指標(biāo)之間的關(guān)系(日本長(zhǎng)崎縣日岳隧道，修建于1982年)

圖12 RAS與TCI之間的關(guān)系

3 結(jié)論與建議

1)非可視化高速隧道襯砌點(diǎn)檢系統(tǒng)以卡車作為搭載平臺(tái)，搭載7臺(tái)攝影單元、襯砌表面成像系統(tǒng)、表面病害自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、距離傳感器及非接觸式速度計(jì)等輔助設(shè)備實(shí)現(xiàn)隧道表面病害檢測(cè)的自動(dòng)化； 檢測(cè)系統(tǒng)行車速度可達(dá)到100 km/h，裂縫檢測(cè)精度達(dá)到0.2 mm(檢測(cè)車速度100 km/h)。

2)常時(shí)微動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)由三向微動(dòng)傳感器(加速度計(jì))、微動(dòng)信號(hào)調(diào)解器、數(shù)據(jù)收集分析處理器和數(shù)據(jù)線組成，能夠?qū)崿F(xiàn)隧道襯砌內(nèi)部異常點(diǎn)(包括裂縫和空洞)的自動(dòng)檢測(cè)； 該測(cè)量技術(shù)具有小型化、抗干擾能力強(qiáng)、精度高、無需額外震源等優(yōu)勢(shì)。

3)提出分形維數(shù)D、常時(shí)微動(dòng)平均合成譜RAS，結(jié)合TCI實(shí)現(xiàn)隧道襯砌病害特征的定量化描述。3個(gè)指標(biāo)可以綜合考慮裂縫的寬度、長(zhǎng)度、方向、數(shù)量、交叉分布以及襯砌內(nèi)部異常(包括裂縫和空洞等)等特性，相互結(jié)合可以更為準(zhǔn)確地確定損傷襯砌段。

4)隧道因其具有充分利用土地資源、縮短行程里程、節(jié)約資源、利于生態(tài)保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，成為實(shí)現(xiàn)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中一種重要的手段；高速、自動(dòng)化、集成化的隧道病害檢測(cè)技術(shù)是目前及將來科學(xué)合理管理運(yùn)營(yíng)隧道的發(fā)展趨勢(shì)；定量、智能化、系統(tǒng)全面科學(xué)的評(píng)價(jià)技術(shù)是病害成因分析、安全性能分析以及病害健康診斷的發(fā)展趨勢(shì)。

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