基于参考数据选取的改进RLP算法

为解决探地雷达中强烈的地表反射回波问题,针对一种最新的稳健自适应地杂波抑制算法,用数字信号处理方法,从数据选取角度给予改进。实验结果表明新算法可以更好地抑制地杂波。     

Finite difference time domain method forward simulation of complex geoelectricity ground penetrating radar model

The ground penetrating radar（GPR） forward simulation all aims at the singular and regular models, such as sandwich model, round cavity, square cavity, and so on, which are comparably simple. But as to the for- ward of curl interface underground or “v” figure complex model, it is difficult to realize. So it is important to for- ward the complex geoelectricity model. This paper takes two Maxwell＇s vorticity equations as departure point, makes use of the principles of Yee＇s space grid model theory and the basic principle finite difference time domain method, and deduces a GPR forward system of equation of two dimensional spaces, The Mur super absorbed boundary condition is adopted to solve the super strong reflection on the interceptive boundary when there is the forward simulation. And a self-made program is used to process forward simulation to two typical geoelectricity model.     

摄动随机局部正交无网格伽辽金法

通过研究局部正交无网格伽辽金法和二阶摄动技术,构造了摄动随机局部正交无网格伽辽金法。该方法只需节点信息,不需将节点连成单元,随机场离散点与离散节点无需重合,不受单元制约。因此,结构离散随机变量个数的增加不会增加求解方程的个数,并保留使用正交基函数本解时的优点,避免了矩阵求逆,且导数具有通式,简洁明了,易于编程实现。采用罚函数法施加本质边界条件,不会增加未知量个数,收敛速度快。对含随机参数结构静力学问题进行了分析,算例证明了该方法的正确性与高效性,为解决结构随机响应问题提供了一种新方法。     

The interpolating element-free Galerkin method for elastic large deformation problems

This paper presents an interpolating element-free Galerkin(IEFG) method for solving the two-dimensional(2D) elastic large deformation problems. By using the improved interpolating moving least-squares method to form shape function, and using the Galerkin weak form of 2D elastic large deformation problems to obtain the discrete equations, we obtain the formulae of the IEFG method for 2D elastic large deformation problems. As the displacement boundary conditions can be applied directly, the IEFG method can acquire higher computational efficiency and accuracy than the traditional element-free Galerkin(EFG)method, which is based on the moving least-squares approximation and can not apply the displacement boundary conditions directly. To analyze the influences of node distribution, scale parameter of influence domain and the loading step on the numerical solutions of the IEFG method, three numerical examples are proposed. The IEFG method has almost the same high accuracy as the EFG method, and for some 2D elastic large deformation problems the IEFG method even has higher computational accuracy.     

探地雷达检测铁路路基病害的二维正演模拟

为了识别复杂的探地雷达图像,建立铁路路基病害图像数据库,针对各种常见的路基病害,结合实地检测情况,研究铁路路基病害的探地雷达(GPR)图像特征,进行探地雷达二维正演模拟分析.基于有限差分原理,在时间域上推导横电磁波的差分方程;运用GprMax软件,对路基下道碴陷槽病害进行正演模拟分析;对路基下存在的圆形空洞,模拟不同半径和埋深的空洞,分析径深比对雷达模拟图像的影响.开挖一个人工道碴陷槽,用探地雷达实测,并进行正演模拟.实测结果和模拟结果一致,表明了该模拟方法用于实际复杂路基检测的可行性.     

Application in metal rheological forming of element-free Galerkin method

The element-free method is a new numerical technique presented in recent years.It uses the moving least square(MLS) approximation as its shape function,and it is determined by the basic function and weight function.The weight function is the mainly determining factor,so it greatly affects the accuracy of the computational results.The element-free Galerkin method(EFGM) was applied for the solution to plastic large deformation.The simulation of metal rheological forming was successfully done by programming and its results were visualized by using the plotting and data analyses software Tecplot.Then plastic strain under different stages during rheological forming and the three principal stresses at the last deformation were obtained.The example shows the feasibility of EFGM used for metal rheological forming and provides a new method for numerical simulation of rheological forming of complex parts.     

无网格伽辽金法中两种基函数的性质

通过对无网格伽辽金法中基函数的研究,推导出了使用正交基函数后得到的形函数与形函数导数和使用多项式基函数所得到的形函数与形函数导数,得到了两者等价的结论。使用正交基函数使矩阵A成为对角矩阵,简化了对矩阵A求逆的过程,既节约了时间,还不影响计算精度,使得无网格伽辽金法具有更好的实用价值。在一维、二维中进行的验证结果,证明了本文结论,并进行了计算时间的比较。     

应用无网格伽辽金法模拟疲劳裂纹扩展问题

无网格伽辽金法(EFGM)是近年来兴起的无网格法的一种,与传统的有限元等数值计算方法相比,它只需要节点信息和计算域的几何边界.由于不需要网格重构,裂纹扩展只需要通过自由裂纹面的延伸来模拟,这大大简化了裂纹模拟的过程.本文综述了EFGM在疲劳裂纹扩展中的应用,对扩展基的使用、权函数的选择及裂纹扩展的模拟方法和动态应力强度因子的计算进行了论述     

探地雷达子波确定性稀疏脉冲反褶积技术

为了提升探地雷达数据的纵向分辨率,并解决传统反褶积方法对噪声敏感的问题,提出一种针对探地雷达信号的稀疏脉冲反褶积处理方法.通过试验获取子波信息,基于确定性的子波,采取正则化的反演方法,从信号中获得主要的反射系数.通过2个数值试验以及1个实际案例,对比分析处理前后的单道信号、剖面、频谱等情况,并与传统反褶积方法的结果做比较,结果表明：该方法相对于传统方法能较大地改善分辨率,并且受噪声影响较小,得到的结果成像效果更好.该方法经验证是一项有效、可行的探地雷达信号处理技术.     

应用无单元伽辽金法计算大坝稳定温度场

基于无单元伽辽金法基本理论,推导了稳态热传导问题的基本积分方程,并介绍了其离散形式中,包含刚度矩阵在内的各个系数矩阵和荷载向量的主要形成过程.采用VC++语言编制了二维无单元法计算稳态热传导问题的计算程序并通过典型算例验证了程序的正确性.应用该法分别计算了典型重力坝和拱坝的稳定温度场,并与有限元法计算结果对比,结果表明无单元法具有较好的精度.该法的计算理论和编程思路对采用无单元法研究温度场具有重要指导作用.     

地质雷达在挡墙检测中的应用

介绍了地质雷达检测挡墙的基本原理、方法及检测过程中相关参数的选择,并结合实际工程,对所测地质雷达图像进行分析解释,结果表明,地质雷达检测技术不仅操作方便、检测效率高,而且其分辨率高,相对误差较小,值得在实际工程中大力推广应用.     

地质雷达在犇溪口隧道超前地质预报中的应用

介绍了地质雷达进行超前地质预报的工作原理.以地质雷达在水绥二级公路犇溪口隧道施工中的应用为例,通过对地质雷达图像的解析进行了超前地质预报.实践证明地质雷达是隧道施工超前地质预报的一种快捷有效的方法,对隧道施工具有较好的指导作用.     

应用探地雷达测定复垦土壤的水分含量

应用GPR对几种典型的复垦土壤的水分含量进行了测量,研究选择了三种典型的复垦土壤:加入5%的污泥;接种菌根;加入10%的粉煤灰。雷达数据采用宽角法(CMP)测量,对雷达数据计算的结果与重量法测定的结果进行了对比分析。结果显示复垦土壤的介电常数与水分含量间存在明显的函数相关性,说明应用GPR测定复垦土壤的水分含量,在方法上是可行的。但用不同方法处理的复垦土壤,其介电常数与水分含量间存在不同的函数规律。     

探地雷达在路基深层病害检测中的应用

根据探地雷达工作原理,提出了探地雷达用于路基深层病害的检测方法。结果表明,该方法具有无损、快速、连续、高精度、高分辨率和实时成像等特点,克服了常规检测方法的局限性,能够为制定科学的养护及维修方案提供可靠依据。     

探地雷达回波信号等效采样控制系统硬件设计

针对无载频探地雷达系统具有复杂的系统时序控制的特点,设计了一种利用FPGA配合可编程延时器件和时变增益器件来完成复杂时序控制的硬件系统.该系统由信号处理器DSP发出控制指令并完成后期算法,再通过USB2.0实现与上位机的数据通信,给出并验证了以DSP为核心、以FPGA实现探地雷达数据采集控制的方法,实现了最小半脉宽2ns的等效采样,最小延时0.15ns、最大延时1313.25ns的采样时窗,及理论数据吞吐量为480Mbit/s的数据传输.系统的集成度高,可嵌入应用,硬件易更新.     

探地雷达在道路结构层厚度检测中的应用

针对道路结构层厚度检测和评估问题,将地质雷达应用于道路检测工程中,开展了道路地质雷达现场测试,并将雷达检测结果与钻芯取样结果进行对比,分析了道路分界面的位置、各结构层的厚度以及存在的病害,对雷达原始数据进行希尔伯特变换,得到瞬时振幅图、瞬时相位图和瞬时频率图,重点分析了道路结构层分界面的位置。研究结果表明:地质雷达能够探测道路结构层的厚度,并且对道路的不均匀沉降也有较好的检测效果,通过数据的二次处理,提高了地质雷达图像解释的精确度和可信度。     

双频地波雷达分区混合式融合跟踪方法

本文针对高频地波雷达双频信息融合的特点,提出威力范围分区混合式融合跟踪方法,将探测区域划分为有一定交叉过渡带的远、近2个分区,远区采用点迹融合,近区进行单频跟踪,最后对2个分区处理输出的航迹进行航迹融合形成系统航迹．分区混合式融合很好的适应了高频地波雷达的特点,充分发挥点迹融合与航迹融合的优点．仿真与实测数据处理结果证...     

基于无网格法的周期性波浪荷载作用下饱和土体动力响应分析

基于饱和土体Biot理论,采用无网格单元法分析了周期性波浪荷载作用下的饱和土体动力响应。根据移动最小二乘法,将饱和土体的位移、孔隙水压力进行移动最小二乘法离散,位移边界采用拉格朗日乘子法,将位移约束条件引入得到控制方程组。研究表明,无网格法的节点规则与不规则分布都可得到问题解,但相对而言,规则节点分布可以提高计算精度,不规则节点分布的计算结果也能够达到合理的计算精度。相对于有限元法,采用相同时间步长积分,无网格法能够避免计算结果的振动性。     

基于改进型无网格Galerkin法研究沥青路面表面裂纹

应用线弹性断裂力学理论结合改进型无网格方法研究沥青路面表面裂纹。改进型无网格法是基于一种改进的移动最小二乘（animproved moving least-squares,IMLS）近似。IMLS近似比现有的移动最小二乘（moving leas--squares,MLS）近似有更高的计算效率和精度,且不会导致系统方程产生病态。算例表明,该方法能较好地模拟裂纹扩展路径,有助于更好地了解沥青路面的开裂行为。     

隧道衬砌检测探地雷达图像分析与工程应用

为了提高隧道病害检测人员对于隧道衬砌病害的识别准确度,基于探地雷达工作原理,结合实际工程应用经验,系统研究衬砌厚度、钢筋及钢拱架分布情况、保护层厚度、围岩破碎富水裂隙发育程度、脱空、不密实、雷达脱离等雷达图像特征及其解译原理,形成一种用于隧道衬砌病害检测的高效探地雷达信号解译方法,并结合实际工程案例进行了分析与验证。其中钢筋在图像上呈现月牙形,脱空在图像上呈弧形反射,不密实表现为杂乱波形,天线脱离呈条带状亮反射。解译方法为隧道衬砌检测提供了参考和依据,有利于隧道病害的及时处理及隧道衬砌质量的准确评价,对提高隧道的整体质量起到重要作用。