探地雷达图像的实用解释方法及其工程应用

探讨探地雷达实测图像的合理解释方法,介绍接收信号中的基本波和确定型异常信号,着重探讨非确定型异常信号情况下目标体的识别以及复杂图像的多种判别方法,为实际工程中有效准确地作出判断提供依据。     

桥面预应力钢索病害GPR正演及应用

为预防桥梁老化导致的灾害,采用探地雷达对其可能存在的病害进行快速、全面、定期体检测,是一种有效且低成本的方法。基于时域有限差分法,建立了探地雷达桥面二维正演模型,讨论了桥面上部不同规格钢筋网对下部预应力钢索雷达信号响应的影响,研究分析了在上部钢筋网的影响下,预应力钢索周围存在空洞及裂缝病害的雷达信号特征,并比较了完好钢索与缺陷钢索中心处的单道雷达波形的特征。结果表明:上部钢筋网间隔越小,产生的绕射干扰作用对下部钢索位置的确定及缺陷的雷达响应影响越大;空洞缺陷的存在会使预应力钢索雷达响应的双曲线弧顶位置有所上升,而破碎层及裂缝缺陷会使预应力钢索雷达响应的双曲线弧顶位置有所下降;实践应用表明探地雷达能很好对单层钢筋网桥面下的钢索进行定位,但是对于钢筋锈蚀、混凝土炭化等病害的检测还有待进一步研究。     

城市道路病害检测中常见干扰源探地雷达图像特征分析

本文简要概述了探地雷达的应用现状,阐述了在城市道路病害检测中基于探地雷达法的干扰源图像建立和特征分析的重要性。介绍了探地雷达法的工作原理,根据实际工程资料,总结了城市道路病害检测中常见的干扰源类型及其特征图像,分别对不同种类的干扰源在探地雷达图像上的电磁波传播特征进行了详细分析,提出了采用探地雷达物探技术进行城市道路病害检测时削弱干扰的有效手段。     

混凝土结构雷达检测中的钢筋相互干扰研究

探地雷达目前已被广泛地应用于土木工程领域，但其在钢筋混凝土结构中的应用并不多，主要的原因是混凝土内配筋复杂，相邻钢筋对雷达波有很大的干扰，使雷达图像难以辨识。为更好地识别复杂配筋下的雷达图像，找出其雷达图像特征，研究了各种相邻钢筋的雷达图像并得出了一些对钢筋混凝土的雷达检测有益的结论。     

预应力管道灌浆密实度探地雷达模型试验及正演模拟

预应力桥梁管道的灌浆质量直接影响桥梁的使用年限,为了将探地雷达探测应用到预应力管道灌浆质量检测的实际工程中,首先制作含有不同工况的预应力管道物理模型,用探地雷达对模型进行探测。对所探测得到的数据进行处理分析,并分别对不同工况的预应力管道进行正演模拟分析。结果表明:探地雷达对塑料管道内部探测效果好于金属管道,但两者对电磁波的反射信号剖面图上均显示为弧形。二维雷达剖面图像能准确反映出管道的位置和塑料管道灌浆质量,三维图更加立体直观。将正演模拟结果和物理模型探地雷达探测结果进行对比分析,表明了模拟结果的正确性,充分验证了探地雷达对预应力管道灌浆质量探测的可行性,对桥梁的质量检测提供理论依据。     

雷达波在混凝土无损伤检测中的应用

针对雷达波在介质中的传播特性和衰减特性,建立了雷达信号在混凝土介质中传播和衰减的数学模型;基于探地雷达的工作机理,提出了对被接收的雷达反射波信号的衰减进行补偿,并且给出了衰减补偿公式。采用该方法对存在裂缝、孔洞和混凝土不密实区域的混凝土构件进行雷达无损检测,经过对雷达信号数据进行衰减补偿后,再对数据进行成像处理以获得雷达扫描图像。结果表明,扫描图像可以较为清晰地显示混凝土构件深部中的缺陷,与工程实际情况符合良好。     

PDF417码识别算法研究

随着计算机技术和信号处理技术的蓬勃发展,条形码尤其是二维条码在各个领域中的使用范围越来越广,为了保证对二维条码中所含信息识别的准确性,需要对条码的识别算法加以研究。本文以PDF417码为例,在普通的摄入环境下采集到干扰比较大的图像,利用MATLAB通过滤波、分层等算法对这样得到图像进行的一系列处理,最终得到图像的源代码。在处理过程中,保证了图像解码的准确性,减少了在普通摄入环境下可能产生的图像畸变、噪声干扰、运动伪影等干扰对条码识别的影响。     

探地雷达频域分析法在桩底岩溶探测中的应用

介绍了探地雷达桩底岩溶探测原理及方法,研究了探地雷达图像数据的Ormsby带通滤波和频域背景去除的处理方法,实践表明该方法能有效提高探地雷达图像数据的解译水平。     

探地雷达探测地下管线的地基病害

文章在探地雷达理论的基础上,结合工程实例,阐述了探地雷达在探测地下管线周围地基病害中的应用,通过对雷达测线剖面图和单道波形图进行图像分析,对典型的地基病害如土体疏松进行了图像解释,确定出地基病害的程度和空间位置,并采用现场开挖及静力触探对比验证探地雷达的探测结果;此外,还阐述了探地雷达应用于金属管线和非金属管线的识别,并归纳了它们在雷达图像的异同。实践证明了探地雷达技术是一种有效的地基病害快速探测方法,值得大力推广。     

地质雷达信号分析的双正交小波预测反褶积法

为了降低电磁波衰减、噪声干扰等因素对地质雷达检测效果的影响,提出一种双正交小波预测反褶积法(PDBW法)。在PDBW法中,针对地质雷达检测信号选取具有最小重构误差的双正交小波基,运用该小波基将地质雷达检测信号分解成不同频段的时域子信号,对各频段的时域子信号进行预测反褶积等滤波处理,再对处理后的子信号进行重构变换,得到PDBW法的处理结果。将PDBW法用于实验检测信号处理,并将处理结果与预测反褶积法的处理结果进行比较,结果表明:PDBW法能有效压制多次回波干扰,准确识别深部信号,显著提高深部信号信噪比,从而进一步改善地质雷达探测分辨率和图像分析的准确性。     

基于GIS的城市可利用建设用地资源筛选应用研究

首先对城市可利用建设用地资源筛选方法进行了分析.给出了城市可利用建设用地资源筛选模型.基于该模型,利用GIS技术,对北京市某区城市可利用建设用地资源筛选进行了典型研究,给出了结论.     

浅谈地质雷达数据的精细处理

地质雷达在基础建设中被广泛应用,但由于其发射的为高频电磁波,数据采集极易收到外界干扰。本文通过一个干扰条件下采集的典型的地质雷达剖面,运用峰值分析、f-k滤波、预测反褶积、小波分析等方法,对干扰剖面进行了依次分析处理,并对某一方法多次运用,有效地剔除了干扰信息,突出了有效信息,达到了数据精细处理的目的。     

基于小波分形特征与模式识别的矿山微震波形识别研究

在前人研究的基础之上,探讨,验证了矿山微震信号的分形特征,并根据微震信号的特征确立了相关的无标度区间及分形盒维数算法.利用矿山爆破振动,岩石破裂及电磁干扰3类信号频谱分布不同这一特征,结合小波分析与分形理论,通过MATLAB编制相应程序,对3类信号进行了5层小波包分解,求取了指定特征频带上重构信号的分形盒维数.以该盒维数为信号特征,建立23维特征向量,通过SVM支持向量机对300组矿山现场微震信号进行了训练和分类识别.研究结果表明特征频带上的分形盒维数与信号的整体盒维数接近,表明特征频带上的分形盒维数表征了整体的分形特征;3类信号具有明显分形特征,电磁干扰信号最为明显;SVM识别网络识别微震信号,识别正确率高,但运算速度及识别效率仍有待提高.     

A new 3D observation system designed for a seismic ahead prospecting method in tunneling

The tunnel seismic ahead prospecting method is usually used to estimate adverse geology ahead of a tunnel face. The observation system plays an important role in tunnel seismic ahead prospecting, which helps to obtain accurate imaging results. Optimizing the observation system is a key issue for seismic ahead prospecting. In this paper, observation layouts are evaluated and a new three-dimensional (3D) observation system is proposed by imaging results analysis. For linear and 3D layouts, imaging result analysis in this paper indicates that the mirror artifact caused by the linear layout (Which sets sources and geophones on a straight line) can be suppressed by the 3D layout, due to its energy concentration and convergence. Moreover, reflections using 3D layout identify real abnormal bodies better than the linear layout. Moreover, conventional observation layouts often use shot point on the tunnel face or front sidewall, which makes it difficult to filter interference waves from the back of the tunnel face. To solve this problem, typical numerical examples are conducted, and imaging results of observation layouts with shot point on front sidewall, tunnel face or back sidewall are studied. Results show shot point on the back sidewall helps to separate waves, suppress interference waves and extract effective waves (reflected P-waves by discontinuities) by apparent velocity filtering method, so shot point is designed on the back sidewall to get high-quality records. To balance record quality and application convenience, a new 3D observation system is proposed with 12 geophones and 10 shot points in a special arrangement. Compared with a linear layout, practical testing and application using the new 3D system indicate the main fractured zones are accurately identified and located, which proves the reliability and practicability of the new observation system.     

多结构元素并行复合形态滤波方法在MOA在线监测信号处理中的应用研究

基于数学形态学基本原理,构造了一种多结构元素并行复合形态滤波器并应用于金属氧化物避雷器(MOA)在线监测信号处理中。该滤波方法可以在滤除随机、脉冲等多种干扰的同时,将强干扰背景下的MOA泄漏电流提取出来,较之小波阈值和传统形态滤波方法更为有效。MATLAB仿真和实测信号的分析表明,该方法通过选取合理的结构元素,可以准确提取泄漏电流信号,大幅度提高信噪比,有利于MOA故障诊断。     

有源电力滤波器的谐波滤除效果分析

介绍杭州市某枢纽综合楼工程中产生谐波的主要设备,用ABB谐波计算软件Harmonic Analysis from ABB JUMET进行谐波计算,列出1#～4#变压器的各次谐波计算结果。设计选用ABBPQFA-A和PQFA-B型有源滤波器各2台,通过测试滤波前后的相电流和三相电流电压波形,并进行比较分析,得出结论:滤波器的滤波效率明显,超过95%。     

Error modeling for an untethered ultra-wideband system for construction indoor asset tracking

This paper analyzes the performance of an ultra-wideband (UWB) wireless network system for mobile asset tracking at a dynamic construction site. Static and dynamic error tests were performed on a commercial UWB system in different building spaces including open/closed spaces, steel/wood framed construction sites, and a closed office area. All tests were carried out with an untethered UWB configuration for more flexible deployment of the UWB system at construction sites. Statistical approaches including regression analysis, outlier detection, and Kalman filtering were used to build an error model. The research found that each site has a unique pattern of producing errors caused by various types of interference, e.g., electromagnetic interference, multi-path propagation, fading and scattering of signals. Approximately 25% of the errors were reduced by using the proposed error modeling process. The paper concludes that a statistically developed error model process can significantly reduce random errors and improve position accuracy for indoor mobile asset tracking applications in construction.     

高层建筑静风荷载的干扰效应研究

在相邻建筑物的干扰下,受扰高层建筑的风荷载与其在孤立状态下相比会有较大的变化。本文采用测力天平模型风洞试验研究了两个高层建筑间的静力干扰效应,得到了两个相同的方形截面建筑在不同相对位置时的静力干扰因子IFm。并且首次引入了正交试验法设计试验方案,研究了施扰建筑高度、截面尺寸和外形对顺风向静力干扰因子IFm的影响。应用人工神经网络方法对试验结果进行了模拟和推广,给出了IFm的等值线图,可供规范应用和参考。     

基桩反射波法三维干扰成因与最佳采样方法研究

研究了基桩反射波法三维干扰信号的成因和消除三维干扰的最佳采样方法。通过模态叠加法,发现三维干扰主要来源于使桩顶表面产生非均匀轴向运动的轴对称径向振动模态,桩顶表面的模态位移零点即为三维干扰最小点。通过参数分析,提出了三维干扰最小点位置的函数表达式,从而修正了现有基桩检测规范推荐的采样位置。基于上述模态在桩顶面位移零点两侧位移反向的特点,提出了双速度平均法,该方法利用双通道仪的两个探头在干扰最小点两侧采样并平均以达到消除三维干扰的目的。与干扰最小点采样法相比,该方法测点选择范围更大,信号质量更优。工程实测数据和数值模拟结果证明了上述结论的正确性。     

前后排抗滑桩加固滑坡桥基的振动台试验研究

 设计并完成前后排抗滑桩加固滑坡桥基的振动台模型试验。通过输入不同频率、加速度峰值的正弦波,分析振动时桥墩基桩、抗滑桩的受力变形规律,以及PGA放大系数变化特性。试验结果显示,当滑体为可塑的粉质黏土时,后排抗滑桩桩后土压力峰值分布随台面加速度峰值变化,由三角形逐渐变为倒三角形;由于桥墩、后排抗滑桩间距很小,两者相互作用增强,桥墩基桩受到较大的动力荷载影响,随着台面振动加速度峰值增加,桥墩基桩的应变最大值从桩顶下移至滑面附近;当正弦波加速度峰值相等时,频率越高,土体黏滞阻尼越小,滑坡的PGA放大系数越大,相应云图呈层状分布,同时高频振动波使土体产生较小的位移和变形,导致滑坡推力也较小;振动波在向上传播时,土体存在滤波效应,自振频率附近的频谱幅值会被放大。