基于FDTD的探地雷达道路检测正演模拟

探地雷达是目前道路检测常用工具之一。由于地下介质情况复杂,为了提高探地雷达解释的精度,需对探地雷达检测结果进行数值处理。文中通过建立与道路实际情况相对应的地电模型,运用时域有限差分法(FDTD)进行正演模拟分析,模拟结果表明运用有限差分法能获得道路结构的理论雷达图像,通过对雷达图像的分析和识别,能为实测雷达数据的反演解释提供参考,提高数据解释的精度。     

探地雷达在路基路面病害检测中亟待解决的问题

由于路基路面异常体病害探地雷达探测中存在的诸多问题,主要针对地下散射波进行讨论,认识了异常"点元"的电磁波响应特征,通过数值模拟和物理模拟结果来揭示电磁波的叠加原理,只有当异常体上的某个"点元"所形成的散射波被位于其正上方的雷达仪器以首波的形式记录时,该记录点所对应的水平位置才是该"点元"所在的实际位置。     

探地雷达用于盾构掘进前方障碍物探测的数值模拟

盾构掘进前方障碍物的探测是近年来工程中关注的热点,盾构掘进中遇到障碍物,会给盾构机本身、工程甚至施工人员带来危害。基于盾构机的工作方法及周围环境,探地雷达作为一种快速、无损、高效的检测方式,对应用于盾构前方障碍物探测具有理论上的优势。为验证探地雷达应用于盾构前方障碍物探测的可行性以及得出典型障碍物的图像特征,该文采用基于时域有限差分(FDTD)的GPRMAX3D软件,并用Matlab语言编写圆周探测的模拟算法,进行了三维数值模拟,得出障碍物的图像特征,初步判断障碍物在图像上的反映,为今后进一步研究提供依据。     

道路旁侧地下通道的物探响应特征

针对地下通道等地下隐形空洞在道路、隧道建设中存在重大隐患的实际问题。研究结合探地雷达和高密度电阻率法对某道路旁侧的地下通道进行探测。通过对同一测线上的探地雷达和高密度电法数据处理分析,利用探地雷达和高密度反演的地球物理异常特征,最终确定了道路旁侧地下通道的位置、埋深等。本研究为公路建设查明地下通道提供了较好的物探参考。     

探地雷达技术在公路隧道衬砌质量检测中的应用

探地雷达是探测浅部介质的一种有效方法，本概述了探地雷达技术的基本解释理论，结合具体的工程实例给出了探地雷达在隧道衬砌质量检测中的应用效果。     

本刊特稿

<正>探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)测试技术是利用高频电磁脉冲波在不同电磁性介质中的传播规律,达到探测地下目标体分布形态及特征的一种方法。探地雷达有许多名称,如地面探测雷达、地下雷达、地质雷达、脉冲雷达、表面穿透雷达等,是指利用宽带电磁波以脉冲形式来探测地表之下或不可视物体的内部结构。探地雷达是一种较新的地球物理方     

隧道施工不良地质探地雷达超前探测全波形反演研究

为了解掌子面前方不良地质体赋存状况，保障工程施工安全，提出基于全波形反演的探地雷达隧道超前探测数据解译方法。首先，考虑隧道典型不良地质类型，建立溶洞、岩体裂隙和岩体破碎带等数值模型，进行正演模拟分析，总结典型不良地质体的地质雷达正演响应特征。其次，基于全波形反演方法对正演模拟数据进行处理，得到最优的相对介电常数分布，分析反演结果，并总结其相较于正演剖面图解译的优势。研究结果表明，全波形反演可以得到探测区域相对介电常数的较准确分布，得到的不良地质体形态与真实情况较为一致，成像效果明显优于原始雷达剖面图，提高了对不良地质体进行判断的直观性和准确性。     

参数选取对探地雷达厚度检测的影响

对探地雷达应用条件进行了探讨,对近年来探地雷达技术发展及新的应用研究进行了概括和总结,详细分析探地雷达的工作原理、系统组成结构,进而指出探地雷达的局限性和今后的发展方向。     

探地雷达检测系统在路面厚度检测中的应用

文章对探地雷达检测系统的应用条件进行探讨,概括和总结了近年来探地雷达技术发展及新的应用研究,详细分析探地雷达的工作原理、系统组成结构。以及探地雷达对路面结构层厚度检测的应用,进而指出探地雷达的局限性和今后的发展方向。     

狭小场地条件下地下连续墙桩式配筋设计与应用研究

为克服狭小场地条件下地下连续墙钢筋笼施工困难的问题，提出一种新型地下连续墙配筋形式，并将其命名为“桩式墙”。首先，通过公式推导对桩式墙进行设计； 然后，对其施工过程进行数值模拟，并将数值模拟结果与监测结果进行对比分析；最后，形成桩式墙结构的设计方法，并以抗弯性能为切入点对比桩式墙结构、传统地下连续墙结构及支护桩结构的优缺点。研究结果表明： 与传统地下连续墙结构相比，同等情况下应用桩式墙结构需使用1.27~1.58倍的纵向钢筋，但可使施工期间的灵活性大幅提升，可在狭小或复杂场地深基坑围护结构设计与施工中应用。     

孔中雷达法探测孤石的研究

盾构在花岗岩风化地层中掘进存在着极大风险,为解决花岗岩风化残留体精确探测的难题,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法对孔中雷达法探测孤石进行研究,研究表明： 1）采用孔中雷达法,配置100~200 MHz孔中天线,在地层差异明显的情况下能探测出测孔周围3~5 m、粒径在0.7 m以上的孤石; 2）在不均匀地层中,不同粒径的孤石在雷达探测剖面上的反射波信号响应特征差别很大,通过反射波的强度和速度可判断出孤石的大小和埋深; 3)在花岗岩风化地层中的现场试验探测结果与实际吻合,证明采用孔中雷达法探测孤石可行。孔中雷达法既能充分发挥钻孔的作用,又能在增加成本较小的情况下精确探测出隧道沿线孤石的分布情况,具有较好的推广应用价值。     

探地雷达检测公路结构层裂缝实用方法研究

在简要介绍探雷达基本原理及裂缝在雷达剖面上的波组特征基础上,从垂直裂缝数学模型开始,由简单到复杂,按照理论分析数值模拟——物理模拟——现场试验这一流程对探地雷达检测裂缝的理论、方法和实际应用效果进行了系统的分析研究。总结出由单一均匀介质到多层均匀介质等不同情况下裂缝的波组特征规律和检测裂缝的基本方法。由公路工程探测实践表明数值模拟、物理模拟和检测应用具有很好的一致性。采用探地雷达检测公路结构层中的垂直裂缝具有充分的理论依据,实践上是切实可行性的。探地雷达检测裂缝时应选取足够小的横向采样点距和适当主频的天线,并采用合理的处理参数对雷达资料进行分析处理,才能得到直观、可靠的裂缝检测结果。该方法可以对公路结构层中隐含的裂缝进行准确定位,为高速公路路况监控和养护提供了一种新的检测手段。     

探地雷达在道路工程检测中的应用

结合几个典型的工程检测实例,详尽介绍了地质雷达在道路岩溶初勘探测、道路结构层厚度检测以及隧道掘进中的超前预报探测等工程检测中的应用成果,结果表明了探地雷达技术在工程质量无损检测应用中的有效性和必要性.     

隧道施工时探查、预报断层、岩溶、地下水的技术新进展

经十余年的不断努力,特别是2003年以后,由于国家有关部门的重视和支持,在探查预报隧道掌子面前方断层、破碎带、溶洞、暗河、地下水等方面有较大进展,结合探查实例,介绍以陆地声纳法为代表的弹性波系列方法、瞬变电磁法和探地雷达组合的成套方法技术,在断层的空间定位、探查地下水、探查溶洞、暗河等方面的理论研究成果和实测预报中取得的效果。     

城市大直径管道多维联合检测方法研究

探明地下污水管线运营的实际情况是后期维护的重要依据,而目前的探测方法不能全面掌握地下管线的精确探测问题。针对郑州地铁下穿污水管的运营情况,采用高密度电法、地质雷达检测技术,结合自行研发的浮于水面的彩色成像系统探测技术对其进行了间接探测和直观探测,找到了污水管渗漏、空洞及错位等问题,实现了对管道的多维立体监测,为地下管线的保护、修复和加固提供了技术支撑。     

探地雷达在水泥混凝土路面改造中的应用

介绍了探地雷达的工作原理,对于探地雷达在水泥混凝土路面的板底脱空、路基含水量、路基空洞等方面的检测做了较为系统的理论研究,根据工程应用实践,提出了应用中在天线选择和抗干扰处理等方面的关键技术。工程应用表明,探地雷达应用到旧水泥混凝土路面改造中是可行的,可以克服常规检测方法的局限性。     

探地雷达在隧道衬砌检测中的应用研究

使用探地雷达技术对隧道衬砌质量进行检测,是国内新兴的一种检测方法,具有快捷、无损、全面、准确的特点。文章主要介绍了探地雷达的原理及其在隧道衬砌检测中的应用实例。     

探地雷达对路面板脱空现象检测时的信号分析与处理

基于探地雷达对水泥混凝土路面板探测原理,推导出当路面板下出现脱空时反射波传播发生变化的时差公式。分析路用探地雷达检测时的回波信号,针对由于噪声而出现的各种杂波信号,提出滤波处理方法,保留有用的回波信号。利用小波分析方法,对山东烟台—威海高速公路试验段探地雷达实地检测所得信号进行分析,剔除各种误差,以准确测得脱空厚度。结果表明,采用探地雷达方法具有快速、无损、精度高等优点。