探地雷达在城市道路厚度检测中的研究与应用

本文着重阐述了高频电磁波在路面结构层中的传播机制,介质的介电常数,相位系数,吸收系数对探地雷达检测的影响,以及探地雷达检测路面结构层厚度的过程,通过应用实例说明探地雷达用于路面厚度检测,可取得连续,快速、准确、无损的高精度检测结果。     

基于FDTD法等离子体光子晶体的禁带特性研究

研究了垂直入射的电磁波在一维等离子体光子晶体中的传播特性,采用时域有限差分方法数值模拟的方法讨论了等离子体厚度和介质材料的介电常数对电磁波在等离子体光子晶体中传播反射和透射特性的影响,给出相应参数的模拟结果.     

仰拱病害的电磁波响应特征模拟及三维成像

为提高隧道仰拱病害的电磁波三维成像效率和探测精度,提出一种基于旋转交错网格（rotated staggered grid,RSG）数值模拟及偏移成像理论的波场分析方法,建立了仰拱典型病害的RSG数值模型,模拟了电磁波在隧道仰拱及隧道底层结构中的复杂传播情况,分析了电磁波的衰减、绕射、频散等电磁响应特征及道集信号,然后基于RSG偏移成像理论,并通过局部刻画和三维切片等技术,开展了隧道仰拱病害电磁波模拟数据的RSG三维成像研究. 结果表明:仰拱中钢筋与钢支撑混凝土介质的电场幅值均大于6.5 × 104 V/m,仰拱病害的电场幅值约为6.0 × 104 V/m,RSG三维成像及分析方法兼顾了电磁波横纵向分辨率,刻画出了软弱夹层介质内部的疏松情况和起伏形态,提高了电磁波对仰拱病害的成像精度.      

电磁波在不同媒质的传输矩阵理论

运用电动力学理论详细地推导了电磁波在正、负折射率媒质界面的传输矩阵,以及电磁波在正折射率媒质内部和负折射率媒质内部的传输矩阵,并在此基础上对不同模型的光子晶体的透射系数进行了模拟,此研究为进一步研究电磁波的传输特性提供了一定的依据．     

介质间跃不连续结构的等效网络和等效电路

本文基于解电磁场的严格的模式匹配法,导出了一种能表征电磁波在介质中传播时基模特性的等效网络,进而得到了一个等效电路。这种网络和电路既保证了原来理论的严格性,又大大地简化了计算。     

瞬态波在非均匀损伤混凝土介质中的传播与反演

研究瞬态波在非均匀介质中的传播,根据波的响应反演介质的损伤.首先将连续的非均匀损伤介质区域分层处理成均匀损伤区域,利用波谱系数传递矩阵和快速傅里叶变换,对瞬态波在2种典型损伤度模型中的传播进行了实例计算,得到了相关的声学参数,然后在此基础上结合用Newton迭代法、Tikhonov正则化以及L曲线准则得到了与真实损伤度...     

路面雷达检测技术初步研究

路用探地雷达的基本原理是向地下发送脉冲形式的高频电磁波。电磁波在地下介质传播过程中．当遇到存在电性差异的地下目标体,如空洞、路面结构层分接口等时,电磁波便发生反射,返回到地面时由天线接收。在对接收到的雷达波进行处理和分析的基础上,根据接收到的雷达波形、强度和双程走时等参数可推断地下目标体的空间位置、几何形态。采用地质雷达对路面脱空缺陷雷达检测进行初步研究,得到了路面脱空缺陷识别方法。     

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。     

浅析地质雷达目标的电磁散射机理与信号处理新方法

地质雷达因其良好的穿透性能与高分辨特性被广泛应用于地下病害目标的探测,然而使用传统的反射法来分析探地雷达的数据已是勉为其难,未来的数据分析处理算法也应探索电磁波与目标的相互作用及散射机理,而不再局限于层状反射的电磁波传播全波理论。介绍了近几年新兴的极化、谐振、相位等电磁散射机理与信号处理方法,与传统的定位目标大致范围不同,新的信号处理技术能够精确地获取目标的几何属性与介电属性,提高了对地质雷达数据的解释能力。     

电磁波CT法岩溶路基注浆质量检测标准

为探讨岩溶路基注浆质量电磁波CT检测标准,对南广铁路岩溶路基试验区段的64个剖面进行了电磁波CT测试,对粘土层、卵石土层和溶洞等地下介质注浆前后电磁波吸收系数的差值进行了分析.结果表明,在注浆合格的岩溶路基中,粘土层注浆前后电磁波吸收系数的差值均小于0.1 dB/m,卵石土层约为0.20 dB/m,溶洞均大于0.4 dB/m,且主要分布在0.6~1.2 dB/m之间;南广铁路岩溶路基电磁波CT检测注浆合格标准为:卵石土层和溶洞注浆前后电磁波吸收系数差值分别大于0.2和0.4 dB/m.      

隧道瞬变电磁法地电参数敏感度分析

为探讨瞬变电磁法用于隧道超前预报时瞬变电磁场的特点,用ANSYS模拟了层状半空间和地下全空间瞬变电磁场的传播特性．通过改变低阻异常体的埋深、半径、电阻率及高阻围岩的电阻率,得到了瞬变电磁场探测结果对各参数的敏感程度,并对探测结果进行拟合,得到了相应的函数特性．结果表明：地下全空间瞬变涡流场的传播表现为“水波效应”,而非层状半空间的“烟圈效应”;隧道中低阻体地电参数变化将显著改变二次场的时域特性．是隧道电磁法的敏感参数：高阻围岩电导率变化对二次场时域特性的影响不大．是不敏感参数．     

超声反射波法检测水泥混凝土板厚度的研究

为实现超声平测法反射波起跳点的识别,采用两阶段法予以实现.通过分析声波的传播特性,应用数学分析方法排除表面波、横波的干扰,通过预估检测结构面的厚度,判断反射纵波到达的大致范围,结合波形分析,确定反射纵波的到达时间点.在此基础上,考虑到尺寸效应,在实验室模拟研究进行了验证.应用该方法可以较好的实现水泥混凝土板厚度的检测.     

基于超声技术轮轨接触状态监测的数值模拟

为了实时监测列车行车状态,保障其安全运行,提出利用超声技术监测轮轨接触状态的方法.引入W-M分形函数对粗糙的轮轨表面进行数学描述,运用多物理场耦合软件构建了超声技术监测轮轨接触状态的有限元模型.利用该模型,用本文提出的方法对界面粗糙度、介质层种类及厚度等因素进行了模拟,获得了相应条件下轮轨接触界面的反射声压.算例仿真结果表明:通过监测轮轨接触界面超声反射波的声压变化来判定轮轨接触状态的方法是有效可行的;当超声波频率为14 MHz时,轮轨表面粗糙度的区分度最好;当超声频率大于14 MHz时,对第三介质层厚度有较好的区分度;当超声波频率恒定且第三介质层厚度足够大时,超声反射声压级趋于恒定值102 dB.      

桩底土与桩相互作用的模型试验研究

选用黄河砂子、南疆盐渍土作为桩底土进行桩土相互作用的模型试验,应用回传射线矩阵法对不同压实状态下桩底土的刚度系数和阻尼系数进行拟合,建立桩顶反射速度波幅与入射速度波幅比随时间、阻尼系数和刚度系数的变化关系式.试验结果表明:土越密实,桩底刚度系数就越大,实测桩顶速度波时程曲线就越往下倾斜;桩底土层的分层层数和分层厚度对反射波产生很大影响.     

路用雷达技术在工程无损检测中的应用

路面雷达是利用电磁波在路面结构层和路基中的传播和反射,根据回波的传播时间、波幅与波形,确定目标体的空间位置或结构。路面雷达为路面厚度测试、相对高含水区域检测、结构层完整性判定等提供了难以替代的手段。     

Separation method of bi-directional reflected waves and oblique incident regular waves

Wave reflection is one of the key problems affecting wave simulation quality in ocean engineering basin. The deep ocean engineering basin is equipped with two-sided segmented wavemakers and two wave absorbing beaches, which are located opposite to wave generators to reduce wave reflection effects. When an oblique longcrested wave is made by two-sided segmented wavemakers in a wave basin, two bi-directional reflected waves with the same azimuth but opposite propagation directions are generated. According to this feature, based on the two-point approach developed by Goda, a method to separate an incident regular wave from two bi-directional reflected waves using three wave gauges is proposed. The validity of this method is proved by numerical composite waves. The results indicate that the method can separate incident wave from reflected waves effectively. The method can be used to determine the reflection coefficient and verify the capacity of wave absorbing beaches in deep ocean engineering basin.     

电磁波传播的角谱法与惠更斯原理的等效性

证明了平面电磁波传播的角谱法与惠更斯原理是完全等效的。     

压缩波惯性作用对其波形演变的影响

为了准确地评估隧道出口微压波,基于一维平面波方程和压缩波的特性,推导了压缩波在隧道内传播时压缩波压力梯度的理论公式.采用该理论公式,分析了传播距离,初始压缩波幅值以及初始压缩波波前长度等因素对隧道不同位置处压缩波压力波梯度的影响.结果表明:压缩波压力梯度随着传播距离的增加而増大,其变化幅度越来越大,当传播距离接近临界长度时,其压力梯度几乎发生突变;相同的传播距离下,压缩波压力梯度随初始压缩波幅值的增加而增加,随初始压缩波波前长度的增加而减小;当传播距离小于临界长度时,理论公式和数值计算结果的相对误差小于6%,数值计算结果与文献报道的实测结果吻合良好.