基于全极化探地雷达的冰层裂缝探测研究

冰层裂缝宽度及走向的实时监测对于南极科考安全以及理解冰裂缝引起的崩塌过程有重要的意义。使用全极化探地雷达系统探测冰裂缝,得到散射矩阵,并使用极化分解进行处理,相比于传统的脉冲雷达,可以得到更全面、更直观的冰裂缝的信息。通过极化分解中的Pauli分解方法,对三维时域有限差分(finite difference time domain,FDTD)方法得到的正演数据进行处理,证明了该分解方法的适用性。在此基础上,使用该方法对湖面小尺度冰裂缝进行成像,得到了较好的效果,为后续实际探测应用做好了铺垫。     

公路隧道岩溶病害探测数值模拟研究

探地雷达法在隧道岩溶病害探测中具有重要作用,该方法具有探测效率高、对施工干扰小的优点,但在数据解译方面易出现分歧.对时域有限差分法正演模拟理论基础进行分析,并讨论该方法正演模拟基本参数的选取原则.采用GprMax软件对隧道底板不良岩溶地质模型进行正演模拟,通过对数值模拟结果进行分析,总结不同类型岩溶病害反射图像特征.结...     

盾构隧道壁后注浆的探地雷达探测模拟试验

针对现阶段软土盾构隧道壁后注浆过程中存在的问题及其可能引起后果的基础上,通过对隧道管片后的探地雷达探测目标的模拟试验研究,充分展示了隧道壁后充填“探测对象”时电磁波的传播规律。结合室内实体管片壁后注浆体和砂层的探地雷达无损探测模拟试验的研究成果,和基于FDTD法的GPR数据二维正演结果,对隧道壁后注浆体的分布形态进行了准确的识别。结果表明:隧道壁后注浆材料的龄期、分布形态以及组成材料配比对GPR探测的剖面图具有显著的影响。试验对探地雷达准确探测和解释盾构隧道盾尾壁后注浆效果具有十分重要的作用。     

探地雷达在含水地下管线探测中的研究

地下管线是城市的重要基础设施,地下管线探测对城市的正常运营及改造扩建具有十分重要的意义。根据时域有限差分法,采用广义完全匹配层(GPML)作为吸收边界,对不同含水量的地下管线进行二维正演,结合实际物理模型探测,总结出不同含水量的地下管线的雷达图像特征及其规律,为探地雷达探测地下管线提供必要的理论依据。     

基于Mobilenet-SSD的探地雷达管线目标智能识别研究

在旧城区地下空间改造和扩建中,必须探测明确现有地下管网信息.探地雷达(GPR)是探测埋地管道的一种有效方法.然而,现有的探地雷达图像解译、判读方法依赖人工,费时费力.为了克服这些局限性,提出了一种基于轻量化深度学习Mobilenet-SSD网络模型的探地雷达地下管线智能识别方法.结果表明:该方法对单一金属管线,单一非金...     

不良地质的探地雷达图像模拟与识别

在地铁隧道施工中常常遇到如地下空洞、暗河、建筑物桩等不良地质,不仅影响施工质量,而且存在重大安全隐患,因此需要对盾构掌子面开挖地质情况进行超前探测和预报.作者采用基于时域有限差分法FDTD(Finite-different time-domain)的雷达图像模拟软件GPRmax2D对盾构掌子面探地雷达探测过程中可能遇到的不良地质进行正演数值模拟,并对图像进行特征分析和规律总结,最后使用IDS-K2雷达对典型空洞和水泡进行实例分析,得到了有益结论,为盾构施工超前地质探测提供图像参考和依据.     

基于地质雷达的隧道综合超前预报技术

以地质雷达为超前预报的主要手段,结合TGP206地震反射波法和工程地质调查法,针对某特长隧道开展综合超前地质预报。通过时域有限差分(FDTD)法,得到了掌子面前方典型不良地质体正演模拟合成图,以此作为地质雷达实际探测图像解译的基础;采用TGP206超前地质预报系统对掌子面前方100 m范围内进行长距离预报,在接近不良地质体时,用地质雷达对掌子面前方20~30 m范围进行更精确的短距离预报;将该法应用于实际工程断层破碎带和富水带的预报中,预报结果较为准确,有效指导了隧道的安全施工,该综合超前地质预报方法可为同类工程提供借鉴。     

隧道壁后注浆体的探地雷达探测模拟试验研究

针对现阶段软土盾构隧道壁后注浆施工过程中存在的问题,通过对隧道管片后的探地雷达探测目标体的模拟试验研究,充分展示了隧道壁后充填“探测对象”时电磁波的传播规律。结合室内实体管片壁后注浆体和砂层的探地雷达无损探测模拟试验的研究成果,和基于射线追踪原理的GPR数据二维正演结果,对隧道壁后注浆体的分布形态进行了准确的识别。结果表明：隧道壁后注浆材料的期龄,分布形态对GPR探测的剖面图具有显著的影响。试验对探地雷达准确探测和解释盾构隧道盾尾壁后注浆效果具有十分重要的作用。     

基于GprMax的管线周边空洞正演数值模拟

探地雷达法作为城市地下管线周边病害探测工作中的常用技术手段,能够有效预防因地下病害体引发地下管线等突发事件风险.文章利用基于有效差分方法原理的GprMax软件对地下管线周边存在的空洞病害开展探地雷达正演模拟工作,模拟结果有助于对实际探测空洞识别和雷达图像的解释,为探地雷达在地下管线周边病害检测应用提供参考.     

海堤探地雷达探测模型试验研究

 针对探地雷达在海堤探测中的应用,制作试验模型。试验在不同盐水浸没深度下进行,通过把实测结果与FDTD二维正演模拟进行对比验证,在波形图中识别反射面位置,并计算双程走时差,结合波速来得到各断面底界埋深和形态。就盐水对探测的影响进行评估,试验结果表明,不含海水时探地雷达可以很好地识别海堤的抛石底界。在海水浸没条件下,介质的介电常数和电导率会明显增大;同时,探测误差也随浸没深度而增大,界面形态变平缓。利用正演模拟得到的线性影响线特性,对模型试验的误差进行修正,以此为探地雷达在海堤的实际应用提供参考和依据。     

探地雷达探测地下引水隧道的应用与研究

由于探地雷达(GPR)及其分析技术的无损性、高分辨率、高效性,使其广泛应用于各种岩土工程勘测。在非开挖情况下,为确定地下引水隧道位置,使用MALA探地雷达主机及其100 MHz天线,对选择的5条测线进行探测。根据工程特点提出实用的测线夹角聚类算法,从异常区域中确定目标区域,从而预测引水隧道的位置。钻探验证,探测结果与钻探结果吻合。     

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。     

灰岩隧洞围岩结构面空间位置及填充物FDTD正演

地质雷达(GPR)法是以电磁波在岩土体介质中的反射和衰减,通过电磁波回波信号反映灰岩隧洞中岩体结构面空间位置及其填充物。建立单条裂隙、双条裂隙和交叉裂隙及其空间位置的二维地电模型,设置结构面中的填充物为空气、泥土、水;以FDTD法正演模拟并对比分析其图像特征。结论如下:填充物对结构面的判据具有较大影响,水对电磁波的强烈吸收作用导致图像成像特征复杂,多次反射波规律性较强;结构性的探测取决于介质介电常数的差异,且近掌子面的结构面对电磁波的反射和吸收形成多次波干扰深部结构面的成像。FDTD正演结果对地质预报的判断提供科学依据和指导作用。     

岩溶地区桩基础探地雷达检测方法研究

钻孔取芯对桩基础底部岩溶发育情况探测范围有限,本文应用探地雷达对岩溶区桩基础桩端承载特性进行探测研究,简要介绍了探地雷达数据分析方法,并给出了工程实例.     

探地雷达属性在富水强风化地层中的应用分析

采用探地雷达进行强风化地层隧道超前地质预报时,受现场探测环境、强风化地层的不均匀性以及解译技术制约,造成富水区雷达反射波的解译困难.将探地雷达瞬时属性和频谱属性应用到富水强风化地层研究中,介绍了瞬时属性和频谱属性的原理,并阐述了探地雷达属性在富水强风化地层预报中的可行性.结合工程实例分析研究表明:富水地层的瞬时振幅增强...     

探地雷达在地下固废钢瓶探测中的应用

本文提出应用探地雷达技术来探测地下掩埋的固废钢瓶,说明了探测测线布置的原则和方法,利用雷达电磁波反射的原理对探地雷达扫描探测的图像进行了解释,指出地下中空壳体截面具有典型的"双曲线"形的图像特征.在对江油开发区的一个钢瓶探测实例分析的基础上,指出应用探地雷达的正演分析来对探测图像进行对比印证研究,可以提高探测判定的准确...     

城市道路病害人工智能检测技术研究

基于提高三维探地雷达道路病害探测的解译速度和准确率,保障城市道路安全运行的目的,采用人工智能深度学习技术,通过收集兰州、武汉、西宁等多个城市道路病害体探测工程中验证的探地雷达道路病害数据,结合三维探地雷达道路病害体正演模拟的数据,形成道路异常样本库.在此基础上,研究地下异常体智能检测技术,研发了探地雷达地下异常体智能检测系统,使城市道路病害的识别精度实现飞跃,道路空洞探测准确率提高到70％以上.     

介电常数对探地雷达检测隧道壁注浆效果研究

利用探地雷达方法探测软土盾构隧道盾尾壁后注浆分布效果时,电磁波波速的确定．是保证探测精度以及图形识别的关键技术之一。文章首次利用网络分析仪对影响探地雷达探测精度的壁后注浆材料的介电常数在不同频率下进行了测定,对试验结果进行了正演分析,并与介电常数恒定时的波形进行比较。结果表明针对不同的探地雷达探测频率,采用相应不同的介质介电常数来进行探地雷达探测图像的识别是十分必要的。     

基于机器学习的管中探地雷达对空洞的检测与自动识别

为解决埋深较大排水管道周边脱空/空洞的检测,管中探地雷达机器人的设计因此提出.机器人的设计满足探地雷达天线沿管道径向的测量和环管道径向的测量,可以实现稀疏测线和稠密测线的检测,以提高管中探地雷达机器人的检测效率.通过时域有限差分法来正演模拟空洞的反射样式,并以此建立模板数据库,将管中探地雷达所获得二维雷达图和三维切片图与模板数据库中的数据通过高斯金字塔法进行模式匹配,以实现对空洞检测的自动识别,并根据匹配的空洞反射样式确定可疑空洞的位置和大小.     

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。