隧道衬砌渗漏水红外辐射特征影响因素试验研究

针对隧道渗漏水红外热成像检测问题,总结渗漏水红外辐射特征的影响因素(渗漏温差、流量、位置以及衬砌表面材料等),采用室内混凝土试块注水模拟各工况下隧道衬砌渗漏水,并利用红外热像仪记录分析渗漏水的红外辐射特征,研究不同因素对渗漏水红外辐射特征的影响规律。试验结果表明:渗漏水热图像呈现水流方向温度递减,水流横断面温度呈抛物线分布的规律;随渗漏水温差增大、渗漏水流量增大、渗漏面与水平面夹角减小、渗漏表面辐射率减小,渗漏点温度值基本呈线性增加,沿渗漏点水流方向温度梯度增大,但沿渗漏点水流横断面温度梯度减小。另外,针对不同衬砌表面材料,建立隧道衬砌表面辐射率修正指标,并且编写Matlab图像处理程序提取渗漏水红外热图像特征。结果显示:经过辐射率修正后的渗漏水形状和面积与实际更符合。研究成果可为红外热成像技术在隧道衬砌渗漏水的快速检测与分析提供依据与方法。