基于互相关成像条件的隧道地震波逆时偏移处理

目前关于隧道地震反射波超前预报的研究主要集中于波场正演数值模拟或单程波的波动方程偏移,基于双程波波动方程的逆时偏移算法有更高的分辨率和更好的成像效果。将逆时偏移应用于隧道地震反射波成像,通过建立理论的断层、低速夹层、不同倾角地质界面等地质模型进行数值模拟,研究隧道地震超前预报问题。基于声波方程,进行波场逆时延拓的偏移成像,采用交错网格有限差分法,利用互相关成像条件并压制噪音干扰,实现了二维隧道逆时偏移成像。通过建立模型进行偏移的数值试算分析结果表明:采用相关时间成像条件,并对逆时延拓过程中反射波采用特征值法压制,对比激励时间成像条件效果更好,基于交错网格高阶有限差分法的逆时偏移应用于隧道地质超前预报能够对地质界面进行精确成像。     

基于探地雷达技术的水下沉积地形探测应用研究

探地雷达技术作为一种高效无损的电磁波法探测手段,其在淡水介质中电磁波的强穿透弱损耗性及仪器设备操作轻便易使用等特点使得其在探测淡水水道沉积物界面和沉积物富集体识别方面具备天然优势。基于此,利用探地雷达技术对松花江部分江体水道进行综合探测,研究水道沉积物界面分层和沉积物富集体的展布规律及范围。首先通过理论结合实际水域水文地质情况,分析探地雷达技术的可应用条件及特点;其次应用探地雷达技术对实际水道剖面进行探测,对不同地段水道探地雷达探测剖面数据进行反演计算及分析,判断该段水道水深、工程地质分层、地层厚度及沉积物富集体深度位置;最后结合探地雷达探测结果与浅层剖面仪声呐探测结果进行对比,验证探地雷达探测效果的准确性。结果表明:应用探地雷达对淡水水道各个沉积地层进行探测和分层的可行的,且探地雷达探测数据的离散性比浅层面仪声呐探测较小,置信区间大,采信度较高。     

堤防隐患探测中的探地雷达波场特征分析与应用

堤防工程是我国防洪体系中的重要环节。针对堤防中潜在隐患缺陷体,根据不同缺陷体介质的电性特征,建立了相应的堤防隐患模型。依据时域有限差分(FDTD)算法和完全匹配层(PML)的吸收边界条件,构建相应的堤防隐患缺陷体地球物理模型,使用GprMax 2D软件结合自行开发的MatLab程序,获得探地雷达正演波形图。通过波场特征分析,可知不同形态、构造位置和电性参数的隐患缺陷体的探地雷达反射波幅值和形态是不同的。正演结果能准确反映隐患缺陷体的深度、水平位置等空间特征。结合长江四邑公堤堤防隐患探测项目的2个工程实例分析可知,雷达正演模拟与探测剖面结果和工程验证基本一致,表明探地雷达能够有效地探测堤防隐患,该正演方法切实可行。分析典型隐患模型的波场特征有助于指导后期解译工作,从而对缺陷体从定性到定量进行更精确的解译,确保堤防工程的安全运行,保障汛期人民的生命财产安全。     

基于GprMax的隧道超前预报雷达正演模拟及应用

针对隧道超前预报可能遇到的不同不良地质体,根据其介质电性特征,构建相应的地球物理模型,基于时域有限差分算法(FDTD)和完全匹配层(PML)的吸收边界条件,利用GprMax软件,结合matlab编程开展地质雷达正演模拟。研究结果表明,对于充填不同物质的溶腔模型,由于反射系数大小的差异,反射信号同相轴的强弱和形态有所不同,不同的地电模型其相位、振幅、波形特征都各不相同。结合2个工程实例,雷达正演模拟和实测剖面结果与实际开挖情况基本相符,验证了该正演方法的可行性,说明探地雷达能有效地勘察不良地质体的类型、位置、构造走向等空间分布特征,有助于更好地指导物探工作者对复杂地质体进行更精确的解释,确保隧道施工安全。     

水工混凝土结构缺陷成像诊断的试验研究

采用超声波成像识别技术，对含有不同类型和性质缺陷混凝土试件进行成像诊断试验。试验中为了提高成像诊断的准确性，引入小波变换理论对测试信号进行分析处理，并就缺陷性质、尺寸、分布方位、充水、信号处理方法、计算模型以及图像滤波处理方法等对成像试验结果的影响进行了分析。试验结果表明，单一缺陷成像结果反映较敏感，缺陷边界清晰，范围准确；而含有多个缺陷的成像结果分辨率相对较低。水和缺陷尺寸对成像结果的分辨率影响较大，当缺陷很小同时又被水充填时，成像分辨率将显著降低。缺陷分布方位对成像结果影响明显，垂直于缺陷方向的边界成像要好于平行于缺陷方向的结果。在分析处理方法上，采用小波处理可以明显提高成像分辨率；而计算模型和图像滤波处理方法对提高成像诊断解释的准确性具有决定性的作用。     

隧道地震不规则观测系统正演模拟与应用

结合隧道施工实际情况,提出了一种新的隧道地震不规则观测系统,利用该观测系统对隧道超前方向软弱夹层进行了正演模拟研究。研究表明:当炮数不变时,增加1个检波器可以明显改善偏移效果;当观测系统纵向偏移距越大时,偏移剖面画弧区域更小,当观测系统横向偏移距越大时,偏移剖面的镜像假像越弱。将该观测系统应用于重庆缙云山隧道,探测结果与开挖情况基本吻合,说明该观测系统合理可行。     

隧道超前地质预报中的地质雷达波场特征分析与应用

为提取破碎带、 溶洞等隧道不良地质体的地质雷达剖面特征, 达到提高地质雷达(GPR)隧道超前预报结果准确性的目的, 采用二维时域有限差分法, 设计隧道环境下的水平破碎带、 倾斜破碎带、 空腔溶洞和含水溶洞的4种理论模型, 正演模拟其雷达剖面记录。 通过安江高速公路3个岩溶隧道GPR探测典型实例结果, 证明了本次正演模拟结果的有效性。 研究结果表明: GPR在短距离内识别破碎带、 溶洞等不良地质体的位置和水平发育情况上效果比较明显, 而对于不良地质体垂直发育情况以及倾斜角度方面存在一定的局限性。 因此, 以详细的工作面地质素描为基础, 利用隧道不良地质体雷达剖面特征对实测GPR资料进行分析, 可以获得较好的超前预报结果。     

基于地质雷达的隧道正演模拟研究综述

利用地质雷达进行隧道超前预报和衬砌质量的检测是当下研究的一个重要的方向,而地质雷达正演模拟在隧道方面的应用,主要集中于隧道超前预报和隧道衬砌等方面。本文在研究地质雷达检测原理和正演模拟原理的基础之上,对地质雷达正演模拟在隧道衬砌检测方面的研究进行了概括,并总结出目前学者研究的不足之处。最后提出,地质雷达正演在隧道方面的研究,应更加致力于智能算法的引入、三维正演模拟、图像去噪、正演模拟软件的开发,这样才能更好的为隧道工程的检测提供帮助。     

基于GprMax的沥青混凝土心墙空洞探地雷达正演模拟

空洞是沥青混凝土心墙常见隐患，严重影响沥青混凝土心墙的防渗效果。为探究沥青混凝土心墙空洞缺陷探地雷达图像特征和规律，基于时域有限差分法，利用GprMax软件，分别对不同形状、不同大小、不同埋深的沥青混凝土心墙空洞缺陷模型进行正演模拟，并对正演模拟结果进行分析。结果表明，圆形空洞缺陷呈开口向下抛物线型反射波；矩形空洞缺陷在开口端呈开口向下抛物线型反射波，中间段呈直线型反射波；椭圆形空洞缺陷反射波图像特征介于二者之间。正演结果可为实际工程沥青混凝土心墙空洞缺陷的识别以及探地雷达图像的解释提供帮助。     

探地雷达在黄河枣树沟水下探测中的应用

在黄河枣树沟对探地雷达进行了水下探测试验,分析了探地雷达探测河道和水下抛石的图谱.结果表明:在均匀水体介质中,探地雷达波形稳定,振幅均匀,频谱范围集中,分辨率高,穿透能力逐渐减弱;在松散的水下抛石介质中,波形绕射明显,强振幅,频率偏高,相位连续,穿透能力好;在水下无抛石的淤泥区或抛石较少区,波形相位出现强吸收,顶部发生...     

探地雷达技术在藏区碎裂岩体探测中的应用研究

藏区水电站岸坡广泛分布着碎裂结构岩体。碎裂岩体呈现似连续性质特征，并且因为地形条件限制，导致勘探难度极大。通过探地雷达探测结果与已知信息对比及与其他不同方法的对比，证明探地雷达在碎裂岩体探测中具有较好的适用性及分辨率。介电常数是探地雷达应用的关键参数，在应用过程中可以采用目标体标定及窄角反射法的方式对区域介电常数进行标定测定。另外，藏区碎裂岩体现场环境限制了常规二维线性探测方式，可以采用散点探测结合三维建模的方式进行。     

应用探地雷达技术探测坝体浸润线

以往坝体浸润线数据是通过对侧压管的观测得到的，但经常有测压管因锈蚀或淤堵而不能正常工作的情况。为能够快速、准确地获取浸润线数据，开始尝试应用探地雷达技术探测坝体浸润线，探地雷达发射的电磁波。在传播中遇到不同介质的界面将发生反射，土介质中如含水量发生明显变化，在雷达图上应能较明显地反映出来，基于上述原理，在中运河近期扩大工程淮河水利委员会实施段（该段堤身中间有一道25cm厚的水泥土截渗墙），进行了探地雷达技术探测坝体浸润线的试验，并与测管压管数据进行对比验证，结果证明，这种方法是可行的，实测的坝体浸润线可以为渗流计算提供切实合实际的依据。     

库区水下泥沙探测信号处理技术应用研究

为了获取深水库区泥沙的沉积结构,研究了浅地层剖面仪的线性调频信号处理技术。浅地层剖面仪采用匹配滤波技术提高距离分辨率,通过分析回波的波形、振幅和频率等特性实现对水下地层结构的探测。对线性调频浅地层剖面仪的匹配滤波进行了理论分析和计算机仿真,通过试验获取了有效的地层信息。结果表明:采用的信号处理技术提高了库区水下泥沙探测的分辨率。     

高分辨率跨孔超声波透射成像研究与应用——以某水库大坝裂隙探测为例

水库大坝渗水问题一直是工程建设中的难题,尤其是大坝蓄水后,渗漏现象处理较为困难。常规的高密度电法、探地雷达等无损检测手段受到场地或干扰条件限制,很难准确发现渗漏具体位置和规模。引入跨孔超声波透射技术对大坝裂隙进行探测,将获取的声波初至走时进行拾取,利用网格射线获取大坝介质内部波速结构,结合PSD(Power Spectral Density)判别法判断大坝裂缝发育的具体位置和规模。研究结果表明:跨孔声波法透射成像技术能获取较高的分辨率,精细探测水库大坝坝肩裂隙发育状态,探测结果与钻孔取芯资料高度吻合。该方法的成功引入为水库大坝渗漏检测提供了行之有效的新手段,其探测成果不仅可为大中型水库大坝渗漏处理提供检测依据,还可为水库大坝风险后果综合评价提供参考,具有较高的推广应用价值。     

地质雷达在工程地质调查中的初步应用

地质雷达作为一种新技术，在工程地质调查中具有分辩率高，信息量丰富，能直观地反映地下介质的构造特征等优点。文章简述了地质雷达探测的原理和３个应用实例，从初步应用成果可以看出，在南水北调中线工程渠线覆盖层探测中，地质雷达可有效分辨粘土与砂层以及这些层中的薄层与透镜体分布，对地下水位也有明显反映。在三峡工程花岗岩风化分带探测和建基面风化槽探测中，地质雷达剖面清晰地反映地基岩内部的不均匀风化特征。     

地质雷达预报在溪洛渡水电站场内交通工程中的应用

中国水利水电第六工程局施工的溪洛渡水电站场内交通工程中，采用地质雷达预报进行指导施工，该方法是使用地质雷达向地下发射电磁波，通过天线接收携有地下介质地电信的电磁波来确定地下介质的分布特征，并对不良地质体预报的准确性做了一定的评价。     

探地雷达在浸润线检测中的应用

探地雷达是利用电磁波在传播过程中遇到电性界面会发生散射的原理，通过向地下发射电磁脉冲，并接收由地下返回地面的回波信号来进行地下探测的．研究表明，浸润线上、下层土壤由于水饱和程度不同而存在一电性界面，为应用探地雷达技术检测提供了条件．通过应用探地雷达技术可对浸润线进行检测，并对所取得的数据进行处理，可绘制出浸润面等值线图．探地雷达具有较高的工作效率和精度，可较方便地对浸润面进行全面的检测，是一种应用价值较高的浸润线检测手段．     

广义极限平衡理论在地基与边坡稳定分析中的应用

本文提出了复杂介质广义极限平衡理论，并应用于分析各种复杂地基的极限承载力，各种复杂边坡的稳定安全条件，同时定量地研究了各向异性等因素对地基、边坡稳定性的影响。     

探地雷达在水工建筑物地基病害检测中的应用

通过现场试验,研究了探地雷达电磁反射波在钢筋混凝土干扰背景下的特点。通过对深部弱信号的有效提取,并结合现场实际资料,得出了强干扰条件下地基病害异常时探地雷达反射波的特征。指出:探测人工建筑物地基基础时,可选择中心频率稍高的天线,获得适宜的探测深度,提高空间分辨率;连续测量时,应尽量减小天线最大移动速度,保证对目标体的扫描频次;只要合理确定目标体物理特征及工作环境、测网布置、测量参数、电磁波速度,就可得出强干扰条件下探地雷达反射波特征,对地基病害异常体准确成像。     

基于MATLAB的探地雷达堤坝隐患探测仿真研究

利用MATLAB语言进行探地雷达堤坝隐患探测数值模拟方法的研究.首先,着重介绍了探地雷达数值模拟的理论基础,然后建立了进行探地雷达二维计算模拟的物理模型,最后利用各种介质参数条件下的模型进行了数值仿真,结果表明方法是有效的,可以对探地雷达进行堤坝检测的效果进行预测.