基于瞬变电磁雷达的检测技术及其在隧道衬砌中的应用

基于自主研发的瞬变电磁雷达技术对铁路隧道衬砌质量进行检测,结合双极性叠加法与小波去噪法对采集信号作去噪处理,利用欠阻尼探测天线,得到隧道衬砌各部位缺陷特征;结合地质雷达（GPR）检测和现场钻孔数据,通过典型图像分析,对比瞬变电磁雷达在探测深度、图像分辨率方面与地质雷达的差异,总结其相对于普通衬砌检测雷达所具有的优势。综合分析表明,瞬变电磁雷达应用于衬砌检测具有如下特性：（1）探测深度较大,穿透性较强;（2）图像分辨率较高,电磁波反射具有体积效应,成像直观清晰;（3）操作更便捷,雷达主机与采集终端为无线数据传输且设备轻便,可单人操作,数据可现场处理,从而可快速实时查看隧道衬砌缺陷,并标定衬砌缺陷部位便于后续处理。     

隧道支护结构的综合检测技术综述

首先对隧道锚固体系质量检测的主要方法进行了探讨,着重于对反射波法检测锚杆施工质量的理论和应用分析;接着按初喷和二衬两个阶段对隧道衬砌质量的主要检测方法技术进行论述,并探讨了探地雷达在隧道质量检测中的应用,对雷达波在隧道衬砌介质中传播与衰减规律和空洞、钢拱架等隧道检测目标体在探地雷达中成像特征与规律等进行了理论和试验研究。通过对隧道支护结构的综合检测,为隧道质量评价和维护提供了必要的依据和资料。     

探地雷达在隧道检测技术中的波形识别

本次研究对探地雷达系统组成和波性特征的基本情况分析后,对探地雷达的主要原理加以研究,然后对探地雷达在隧道检测技术波形识别中的应用情况进行解析,旨在加强隧道建设防止受到地质、地理位置因素影响,通过探地雷达隧道检测技术对隧道是否存在缺陷加以检测,并实行波形识别客观评判隧道缺陷。     

基于探地雷达正演模拟的衬砌检测技术研究

探地雷达无损检测技术在隧道等工程项目建设中得到了广泛的应用,但检测现场情况复杂,检测结果常常超出预期,图像解译工作也过度依赖于个人经验,缺乏必要的理论依据,检测技术还有待于进一步研究。为了提高解译水平,基于Maxwell方程组电磁理论,采用工程试验与数值模拟相结合的方法,对隧道工程衬砌病害部位进行检测,然后采用数值分析技术对病害部位进行正演模拟,并就模拟结果进行了分析,有助于隧道工程衬砌检测图像的解译,为探地雷达在衬砌检测图像解译工作积累必要的理论依据。     

张花高速衬砌混凝土质量检测技术及锚杆检测技术的探讨

隧道检测经历了从破损检测到无损检测的发展历程。随着对高频电磁波理论研究的深入和广泛应用,人们越来越重视对无损检测技术的研究。探讨了探地雷达在隧道衬砌混凝土质量检测中的应用,分析了反射波法检测锚杆施工质量的理论和应用。     

探地雷达正演模拟在隧道衬砌病害检测中的应用研究

为了研究探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)方法在隧道衬砌病害检测中的应用,利用GprMax和MATLAB软件平台,采用时域有限差分(Finite Difference Time Domain, FDTD)方法分别对素混凝土、不同间距的双层钢筋混凝土结构下方存在的典型脱空病害进行正演模拟,得到了衬砌病害的典型GPR图谱特征,并结合2个工程实例对隧道衬砌GPR检测数据进行分析。结果表明：探地雷达正演模拟得到的衬砌病害图谱特征可为实际衬砌病害的客观判读和正确解译提供指导,能准确圈定实测衬砌内部存在脱空病害的埋深和分布范围。     

探地雷达在隧道衬砌质量检测中的应用

介绍了探地雷达检测的基本原理及在隧道衬砌检测中的方法、步骤,并对提高数据采集质量、处理效果和缺陷的波形特征进行了归纳和总结。     

隧道衬砌雷达检测与钻芯验证分析

通过对隧道衬砌检测特征雷达图象及单道波形的研究,提出如何识别衬砌界面、脱空缺陷、钢筋、钢拱架及施工缝的雷达图象,并结合具体工程实例对雷达检测结果进行验证分析。     

隧道典型衬砌缺陷的电磁波数值模拟及有效识别

隧道初期支护与二衬之间、初期支护与围岩交界之间是隧道衬砌最易出现缺陷的区域,衬砌脱空及脱空、渗水、砼混合体典型缺陷的波形响应特征是隧道工程试验检测的难点和重点。基于高频Ricker子波的探地雷达(GPR)能够有效地检测衬砌缺陷的位置,但对这些典型缺陷的严重程度无法定性,难以为设计加固与运营维护提供精确指导。从麦克斯韦方程组出发,建立了复杂典型的衬砌缺陷数值模型,改进衬砌缺陷模型的吸收边界条件,提出卷积完全匹配层吸收边界条件,以提高典型衬砌缺陷GPR探测的计算精度,更真实地模拟开放的问题空间,并分别从典型衬砌缺陷的电场分量波场快照、分量成像结果等方面开展数值试验。结果表明:单分量波场快照和成像结果,能有效地剔除探地雷达检测的虚假反射异常,提高了探地雷达探测图谱解释的准确性,为隧道衬砌的缺陷整治和维护加固提供更精确的指导。     

浅谈隧道衬砌雷达检测技术

随着中国经济的飞速发展,国家道路建设也在飞速的发展。公路隧道在国内越来越普遍。隧道衬砌雷达检测技术也突出其重要地位。结合近年在中国各地隧道验收检测的工程实例,对隧道问题进行检测。通过理论分析和工程试验,研究确定了利用探地雷达技术检测所需的有关参数选择方法和测线布置原则。     

地质雷达在隧道衬砌质量检测中的应用

受诸多因素影响,隧道衬砌混凝土可能会出现不够密实、不够厚等工程质量问题.为及时发现隧道衬砌混凝土的质量问题,可利用具有快速、高效、分辨率高的地质雷达法沿测线扫描检测.地质雷达因其高精度的分辨率,快速的无损检测方法而迅速的在各个工程行业得到了推广.针对实际隧道工程地质雷达的应用及其原理的论述,为类似的工程检测提供一个实用的参考及借鉴.     

隧道初衬检测中的地质雷达技术应用

近年来,地质雷达作为隧道工程中一种新的检测技术,具有无损性、高效性、抗干扰能力强等优点。结合黄羊山二号隧道,阐述了地质雷达在初衬检测方面的应用,主要包括钢拱架间距、初衬厚度、初衬与围岩之间是否存在空洞,可供同类工程参考。     

探地雷达技术在探测墩下隐伏岩溶中的应用

介绍了探地雷达技术的发展现状及其在地下介质中传播的基本原理。并结合工程实际,利用探地雷达技术对宜万铁路W 7段5号墩进行岩溶探测,参考岩溶雷达图像的特征,通过合理布置测线和认真分析雷达图像圈定了该墩区域的岩溶位置。实践证明,应用探地雷达探测隐伏岩溶是一种快速、高效、经济、可靠的物探方法。     

地质雷达检测隧道衬砌常见病害模型实验研究

建立了由素混凝土、单层钢筋网及双层钢筋网3个区段组成的隧道衬砌试验模型,模型中布设了常见病害（空洞、空洞积水和混凝土析水）。模型自然养护28天,运用地质雷达对衬砌模型进行检测。对比隧道衬砌模型的地质雷达剖面图与实际的衬砌布设情况,可得结论：地质雷达检测对钢筋的存在反应敏感;双层钢筋网检测存在一定程度的缺陷;病害复杂（叠加）处检测图像辨识准确度较差;钢筋网的存在对其上下方病害的检测存在一定的影响;空洞积水的反射特征明显,易于识别;地质雷达（配800 MHz天线）的检测精度约在50 mm范围内,不能完成小尺寸空洞的检测。这为隧道衬砌常见病害的检测识别提供了一定的经验依据,并对隧道衬砌中双层钢筋网内病害和小尺度病害的检测做了初步探讨和研究。     

地质雷达在公路隧道超前地质预报中的应用

介绍地质雷达的工作原理和使用方法,论述利用地质雷达对隧道掌子面进行超前地质预报时参数的选取及注意事项,并结合实际工程总结出围岩不良地质体在地质雷达图像中的显现特征,得出相关结论。     

地质雷达在隧道检测中的应用

基于地质雷达在山西省隧道检测中的应用,从其原理出发,阐述地质雷达在隧道常见缺陷检测方面的可行性．并通过检测实例证明地质雷达在隧道施工过程中的质量监控能力,有益于地质雷达的推广应用。     

外圆内椭管片结构内力计算模型

为了使地铁隧道适应地层荷载的不均匀性,参考异形管片结构形式,同时兼顾制作与施工等因素,提出外圆内椭管片结构,以保证管片结构最不利位置的刚度满足安全要求,并适当降低管片其他位置的刚度,充分利用材料特性;采用刚度阶梯折算法求解外圆内椭管片的柔度系数与自由项,建立外圆内椭管片的计算模型;参照实际工程地质条件,研究外圆内椭管片的内力分布特点;利用《铁路隧道设计规范》(TB 1003—2016)对外圆内椭管片的安全性进行评价。计算结果表明:相比于等刚度管片,在相同的荷载条件下,外圆内椭管片减小了管片结构拱顶与拱底的弯矩,将最大弯矩与最大轴力转移至拱腰,在验算时重点分析管片结构拱腰处的内力能否满足安全条件即可,简化了安全验算内容;在稳定性方面,等刚度管片在拱顶、拱肩与拱腰处的安全系数分别为3.07、18.05和2.45,外圆内椭管片在拱顶、拱肩与拱腰处的安全系数分别为2.79、14.86和2.21,虽然较之等刚度管片略有降低,但仍然大于安全验算要求规定的最小值2.0,可充分发挥混凝土的材料特性;在内部空间方面,外圆内椭管片在外径与等刚度管片一致的情况下,等刚度管片的内部空间面积为22.9m2,而外圆内椭管片的内部空间面积为23.76 m2,明显大于等刚度管片面积,因此,可在不扩大外径的条件下,增加了内部空间面积,提高了内部空间利用率。      

地质雷达点测在隧道超前地质预报中的应用

简述地质雷达的基本工作原理和方法,介绍了三种地质雷达的采集方式,结合地质雷达点测在隧道超前预报实例中的应用,说明了点测在隧道超前预报中的实用性。     

图像分块下的隧道裂缝识别方法

针对隧道衬砌表面不均匀光照、渗水和噪声等强视觉干扰,设计了基于图像分块的隧道衬砌裂缝检测算法;根据中国西部地区的地理特征和隧道衬砌的外观病害,研制开发出一种快速、自动化的非接触式智能隧道结构物外观检测系统; 以非均匀光照下隧道图像数据集为研究对象,在图像分块的基础上提出一种适用于隧道裂缝特征提取的图像识别算法;研究了电子元件产生的噪声,并分析和总结了隧道衬砌的灾害特征;根据裂缝特征和分辨率将图像矩阵划分为适当数量的区域块,根据区域块的灰度特征将原始图像划分为目标背景区、目标病害区、病害背景区和其他区域,通过最大类间方差法和局部阈值法分割得到了隧道裂缝的粗图像,在此基础上进行了粗图像裂缝特征提取;对原始图像的每个区域块进行了对比度受限的自适应直方图均衡操作和局部阈值分割,得到了细节图像;将细节图像和粗图像的重叠区域设为理想裂缝二值化图像;结合隧道结构物外观检测系统对不同方向的裂缝图像进行了二值化试验,并通过隧道裂缝定位和投影法得到了隧道衬砌图像中裂缝的位置信息和方向。研究结果表明:提出的算法对隧道裂缝识别的准确值、召回率和F值可分别达90.34%、98.78%和94.37%,既可以保证隧道裂缝的完整性,也可以在非均匀光照下最大程度地保留目标裂缝的细节,可用于处理一般灰度图像的二值化问题。