岩溶塌陷的地质雷达正演模拟分析

针对各种岩溶发育地带的地球物理特征,构建相应的地电模型,采用时域有限差分法作地质雷达正演模拟。根据电磁波在介质中的传播规律,分析各种岩溶模型情况下所得正演剖面结果的振幅特性,相位特性,频率特性。总结岩溶探测过程中各种构造的地质雷达响应,作为实际工程探测的依据。从而,验证了利用时域有限差分方法作地质雷达正演模拟的可行性,也有助于实际勘探岩溶塌陷灾害隐患的定性到定量的分析。     

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.     

路用探地雷达的回波模拟

分析了路用探地雷达电磁脉冲波在路面介质中的传播特性 ,并根据路用探地雷达实际发射的脉冲子波和接收的反射波 ,利用反演方法计算了路面介质的介电常数 .在此基础上 ,采用回波模拟法对探地雷达脉冲波在路面结构层介质中的反射波进行了模拟合成 .实际算例表明 ,回波模拟法对探地雷达反射波的模拟合成效果较好 ,该模拟方法为正确解释路面结构提供了简便、可靠且有效的手段     

基于GPU并行加速的探地雷达伪谱法三维正演模拟

随着探地雷达问题复杂度的加大以及对解释精度要求的提高,探地雷达三维正演模拟越来越重要,对高性能计算的需求也越来越大.常规三维正演模拟主要采用时域有限差分法开展,并且随着计算机技术的发展,GPU加速已经成为一种三维正演主流加速方法.但是GPU本身的显存相比CPU能利用的内存而言非常有限,要充分利用其加速性能,就需要尽量压...     

路面结构中探地雷达传播精确高效数值模型

探地雷达(GPR)目前已经广泛应用于路面质量评价中,通过对GPR回波信号进行反演分析可以得到路面各层材料的厚度、介电常数等指标.构建探地雷达电磁波在路面结构层中传播的精确高效数值模型是保证反演精度和反演速度的关键.基于精细积分方法建立探地雷达电磁波在层状结构中传播的数值模型,该模型可精确模拟层状介质中探地雷达电磁波的传播过程.数值计算结果表明,模拟信号在波幅、时延等关键指标方面与实测波形吻合良好.此外,相比于传统时域有限差分方法,同等精度下,本算法可节省约40%的计算时间.     

基于MatlabGUI的多球体重力正演

为了更好地解决重力勘探中的正演、反演问题,提高重力勘探资料的解释精度,在MatlabGUI程序开发环境下对地球物理多个球体重力异常正演问题进行了研究与程序编写,重点研究了一个均匀球体、两个及两个以上均匀球体模型的正演模拟,使一些较复杂的重力问题能够通过多球体模型近似模拟得以解决。该正演模拟程序界面简洁,操作方便,可交互输入球体模型深度、密度、半径等参数,模拟结果可进行三维、二维等多方式显示,三维曲面可任意调整观测视角,二维曲线可任意选择测线位置进行显示。本程序的模拟结果可以为复杂球体重力勘探资料解释与反演提供参考,也是球体重力问题正演研究的有效手段。     

隧道前方不良地质体探地雷达正演模拟研究

探地雷达正演模拟是反演和剖面判释技术的基础,是人工识图的依据,可以提高图像解释的精度和准确度。从概括宏观电磁场规律的Maxwell旋度方程出发,运用Yee网格模型和中心差分公式,通过引入复介电常数,推导了二维单轴各向异性理想匹配吸收边界的电、磁场离散差分公式,并用MATLAB语言编写了基于单轴各向异性理想匹配吸收边界的二维横磁波探地雷达数值模拟程序,运用该程序对隧道前方断层破碎带、方形和圆形溶洞进行了正演模拟,揭示了不同地质体的图谱特征、反、绕射规律和传播特性。模拟结果表明：单轴各向异性理想匹配吸收边界能有效抑制差分网格截断边界处非物理因素反射,很好地突出有效波,更便于工作人员依据图谱准确地进行地质解释。     

探地雷达数值模拟的吸收边界条件研究

运用时域有限差分法实现探地雷达数值模拟时,边界条件的吸收特性对计算结果起着关键性作用。目前应用于探地雷达数值模拟的吸收边界有：Mur二阶吸收边界、超吸收边界和完全匹配层,本文引入一种新的吸收边界：单轴各向异性理想匹配层（UPML）,实现对有损耗介质中雷达波传播的数值模拟;并在激励源子波中心频率分别为100MHz、500MHz和1000MHz的情况下,以二维空间中的电偶极子辐射作为算例对Mur二阶、广义完全匹配层（GPML）和UPML吸收边界的全局误差进行比较,结果显示在不同频率下,UPML的计算精度都较Mur二阶吸收边界和GPML高;最后,应用该方法对两种常见的探地雷达模型进行正演剖面合成,取得了较好的结果。     

提高地质雷达在隧道衬砌检测中的准确性研究

随着地质雷达技术的发展,它已经成为了一种主流的高效、直观的隧道衬砌无损检测手段。为了提高隧道衬砌检测结果的准确性,首先系统地论述了影响地质雷达检测的因素,并提出了相应的解决方法;然后运用正演数值模拟常见隧道衬砌缺陷的地质雷达响应特征;最后结合一些隧道检测的实例,说明这种综合判断方法能极大程度地提高地质雷达隧道衬砌检测的准确性。     

边界元法在2.5D直流电阻率模拟中的应用

利用边界单元法实现了2.5D直流电阻率正演数值模拟,并在C++语言环境下编写了计算程序.通过对类功能的开发,简化了模型参数的输入,实现了2D地质模型的自我剖分.利用边界元法的特点,通过降低节点数提高了计算效率.在此基础上,构建了与实际地质情况较为接近的复杂模型,并进行了正演模拟计算,对实际工作有较高的参考价值.运用比值...     

探地雷达(GPR)在路面工程质量检测中的应用

探地雷达(GPR)是一种新型的无损检测工具,在全球公路领域应用越来越广泛,主要用于路面厚度检测、材料评价和路面病害调查.通过实例着重说明探地雷达(GPR)在厚度检测、脱空识别中的应用,并可得到连续、快速、精度高的检测数据,值得在全国范围内推广.     

混合GANN模型在路面状况指数预测中的应用

基于路面破损检测的困难性，利用路面使用性能的4个评价指标——路面破损状况、路面结构强度、路面平整度和路面抗滑能力之间复杂的内在联系，建立了一种路面破损状况的混合GANN预测模型。应用该模型可以利用快速检测到的IRI、SSI和SFC数据对路面状况指数PCI进行预测，减轻了路面破损调查的工作量，节约了大量的人力物力，有很高的实用价值。     

探地雷达技术在岩溶探测中的应用

以黄河万家寨库区右岸岩溶探测为例,论述了雷达探测方法的技术及其工作原理,并结合岩溶探测实例, 分析了岩溶地质现象所产生的雷达波场异常的空间展布特征,划定了该测区溶洞、溶蚀裂缝等岩溶地质异常的 空间展布范围,验证结果表明:探地雷达技术在浅层岩溶探测中的有效性。     

不同养护模式下的高速公路沥青路面状况指数预测模型

为了准确、科学地进行沥青路面性能状况评价和养护维修决策,对北京市多条高速公路沥青路面状况指数( PCI)历年检测数据进行了调查和分析,利用分类统计方法,研究了不同养护模式下的高速公路沥青路面状况指数变化规律,提出了考虑不同养护模式的路面状况指数的指数型预测模型. 研究结果表明:路面使用龄期不同,路面养护维修类型和强度也不同. 不同养护模式下,沥青路面状况指数呈现低强度下降和波浪形高强度衰变趋势,在使用寿命末期,路面状况指数呈急剧衰变趋势. 对于北京地区,路面衰变参数a的取值为0. 008~0. 035. 该预测模型具有较高的精度,预测结果符合高速公路沥青路面衰变趋势和养护维修规律.     

地质雷达探测中干扰波的识别及处理对策

地质雷达探测是一种高分辨率的勘察手段,在实际工作中各种干扰波的存在严重影响了地质雷达数据的品质和资料解释的精度。本文结合工程实践分析地质雷达探测中几种典型干扰波的特征及其危害,并提出相应的处理对策。     

小波全分量层相乘滤波及其在GPR反射目标提取中的应用

从GPR工程实践需求出发,提出了一种新的保留小波分解系数的方法,即全分量层相乘滤波,主要包括2个步骤:对GPR剖面作小波分解,分量层对应相乘得到空间滤波器;用得到的滤波器与各分量层的小波系数直接相乘,得到滤波后的小波系数,重构得到处理后的剖面.依据分量层相乘办法的不同可分为分量层递推相乘(DM1)和全分量层相乘(DM2).DM2在提取GPR剖面目标反射中的实际应用表明,该方法能突出有用信号,进行目标提取.     

道路结构瑞利波特性及动力响应分析

利用有限单元法分析了道路结构的R面波传播特性 :在深度方向上衰减较慢 ,传播较深 ,波动性大 .提出了在道路结构动力响应计算中 ,利用面波来模拟水平向传播波 ,利用体波来模拟竖直向传播波 .通过算例来验证该方法的可靠性和精确性 ,并利用这一动力响应计算方法分析了道路结构表面波测试中所获弥散曲线的可靠性 .