公路路基病害信息管理系统的研究与开发

响应对公路路基病害探测发展趋势的要求,研究并开发了"公路路基病害信息管理系统"。系统采用三层B/S架构模式,可实现地质雷达数据及病害的数据库管理、地图可视化、成果统计分析等,通过分析公路的定期"体检"记录,提前发现并"动态跟踪"公路路基病害。     

地质雷达在道路及机场工程中的应用

道路及机场工程中一些常规的现场探测方法已相当落后，迫切需要新的技术手段予以改进。在简要分析地质雷达探测技术的基础上，通过若干工程实例，说明地质雷达可以有效地用于路基勘察、地下管线与障碍物探测、路基路面病害调查以及工程质量检测等，并具有快速、简便、直观、无损等优点。     

路基病害及检测技术研究综述

随着中国城镇化的迅速发展及我国高速公路的迅猛发展,路基病害及城市道路路面坍塌事故频繁发生,很多公路未达到设计年限就已出现一系列病害,反复大修,严重影响人们的出行安全。本文系统总结了不同地质环境条件下公路路基病害分类及道路路基病害检测方法研究等方面国内外的最新研究现状。在分析前人研究结果的基础上,提出我国应该在路基概念、路基病害分类及路基病害检测方面进行规范化。为了适应地质雷达快速检测的需求,需对检测设备进行改进,可采用不同频率的阵列雷达天线进行探测。且需要寻求新的快速便捷的数据处理方法,以求降低人工数据处理对经验的依赖和提高数据处理的效率。病害快速探测过程中应该着重探测对行车安全有影响的病害如空洞、脱空和富水等,而不应该总是要求探测的深度和精度。     

探地雷达在路基勘查中的应用

高速公路是国家发展的命脉,随着高速公路使用年限的增加,各种路基病害也日渐显现。传统的钻探取芯检测方法虽能达到检测的目的,但是检测不全面而且对道路破坏性大;探地雷达方法的引入,为路基的无损探测提供了有利保障,并且大大提高了探测效率。文中从探地雷达的原理出发,探讨了探地雷达识别路基病害的影响因素,通过对常见路基病害形成原因及其地球物理特征的详细分析,总结了路基病害的探地雷达图像特征。并通过某段高速公路的探测实例进行了应用研究,确定了路基病害的成因并圈定了其分布范围。     

地质雷达在赐儿山隧道超前地质预报中的应用

采用瑞典MALA CUⅢ型地质雷达,在赐儿山隧道进行超前地质预报。通过对施工现场采集的雷达剖面图的研究和对雷达软件采集的数据的分析,并与隧道掌子面施工现场地质情况进行比较,说明在隧道的超前地质预报中地质雷达探测法是一种十分便捷、准确且经济的办法,对隧道安全、快速的施工具有较好的指导作用。同时,地质雷达现场探测时,需减少各种干扰因素的影响,提高雷达图像的识别精度。     

地质雷达快速检测城市道路路基病害应用研究

路基病害定期检测是保证城市道路运行安全的重要措施,而地质雷达是路基病害快速检测的有效手段之一。文中对地质雷达的原理做了简单分析,建立了道路路基病害与雷达图谱的对应关系,并根据某市区主干路3个区段现场情况进行了地质雷达合理选型、参数设置和实地检测。检测结果表明,主干路第1区段存在3处可疑缺陷,雷达图谱反射信号能量有小幅变化,同相轴较不连续,波形结构较为杂乱、不规则,均判定为道路路基轻微疏松;主干路第2区段存在3处可疑缺陷,雷达图谱反射信号能量变化较大,同相轴较不连续,波形较为杂乱、不规则,均判定为道路路基中度疏松;主干路第3区段存在3处可疑缺陷,雷达图谱特征与第1区段相同,均判定为道路路基轻微疏松。检测结果为城市道路应急处置和预养方案制定提供了有力指导。     

探地雷达在路基病害探测中的正演模拟及瞬时属性分析

在路基病害探测中,探地雷达具有高效、无损、高分辨率的特点。文中基于时域有限差分(FDTD)正演模拟了非充填空洞和充填空洞的雷达信号,利用Hilbert变换提取瞬时相位和瞬时振幅。通过分析路基病害的瞬时相位特征和瞬时振幅特征,可大大提高定位异常的准确性。对模拟雷达信号和实测雷达信号的瞬时振幅和瞬时相位进行综合对比分析,可提高病害识别能力,有效降低多解性。     

朔黄铁路路基病害地质雷达探测技术研究

以朔黄铁路工程探测实例,介绍了地质雷达探测路基病害的探测方案和方法;结合实测资料,分析了道碴厚度、道碴陷槽、翻浆冒泥、下沉外挤和桥头下沉等病害的雷达信号特征.采用底面加长PVC板的屏蔽天线直接探测,不仅排除了钢轨、枕木等干扰,而且能满足铁路快速、无损检测和不影响正常行车的要求.     

铁路路基病害探地雷达新技术探测研究

从探测原理、观测条件、探测机理及应用实例等方面,阐述了把探地雷达新技术应用于铁路路基病害探查中的重要性、必要性。探地雷达新技术,不但能够满足铁路路基病害探测所需的快速、无损和不影响正常行车的要求,还可及时准确地为铁路建设和管理部门进行路基病害调查、整治与监控提供可靠的依据。     

地质雷达在京九铁路路基挡土墙质量检测与评估中的应用

地质雷达作为一种高分辨率和快速有效、并且数据实时处理及操作简便、无损的探测技术在路基挡土墙工程中得到应用,为质量评估提供完整、可靠的依据。主要介绍地质雷达检测挡墙墙体几何尺寸的基本原理、方法,以及在京九铁路路基挡土墙检测与评估中应用的分析和判断,认为该方法对结构物无损情况下可查清挡墙的内在缺陷,为尽早消除挡墙隐患和病害、确保行车安全起着十分重要的作用,具有显著的经济和社会效益。     

城市道路土基病害核匹配追踪识别算法

为准确识别道路土基病害以避免路面塌陷事故的发生,采用探地雷达对城市道路进行检测。针对城市非硬化道路和硬化道路土基病害出现的一般规律,首先通过维纳滤波器对探地雷达图像进行一维滤波,在滤波过程中,对增益函数进行倒谱域内的平滑处理,进而得到增强的雷达图像;然后,采用傅里叶变换、小波变换等信号处理方法,得到探地雷达图像在不同变换域的结果,并通过构建傅里叶核函数、多项式核函数、克罗内克核函数等不同的核函数字典,对探地雷达图像在不同变换域的结果进行匹配追踪,比较在不同核函数下的核匹配追踪序列;最后,通过比较不同核匹配追踪序列的差异,分别找出对道路土基水害和空洞病害类型敏感的核匹配追踪序列,通过该序列识别城市道路土基病害的类型。利用基于相关系数的病害度量算法比较核匹配追踪序列,判断城市道路土基病害发生的区域,并通过算法识别非硬化道路与硬化道路的地下病害。结果表明:病害类型及范围与实际情况相符,水害和空洞均能得到有效识别;通过5组城市道路探地雷达探测数据集验证了算法的有效性,识别准确率达到了99%以上;利用核匹配追踪算法处理探地雷达图像有助于城市道路土基病害识别,可减少路面塌陷事故的发生。     

三维探地雷达道路隐性病害检测分析与数字化技术综述

道路服役数据信息是交通基础设施数字化建设与养护的关键，先进探测设备是获取道路服役数据信息的途径。近年来，三维探地雷达(3D Ground Penetrating Radar, 3D GPR)因其高效、无损等检测优势得到广泛应用，可为道路隐性病害数据获取提供重要支撑。基于此，对道路典型隐性病害类型与检测手段进行总结归纳。梳理了三维探地雷达技术原理、数据采集方法、数据处理及在道路工程检测中的应用；根据三维探地雷达图谱隐性病害特征与识别手段，重点分析人工智能技术在探地雷达图谱识别技术中的应用与发展。针对交通基础设施发展进程，展望基于探地雷达数据的数字孪生技术，主要介绍基于三维探地雷达数据的建模与模型仿真方法。该综述可为三维探地雷达道路隐性病害检测提供基础理论知识与实践方法借鉴，同时为基于三维探地雷达数据的数字化交通基础设施建设与道路养护决策提供参考。     

基于谱剖面技术的路基病害地质雷达探测方法研究

路基病害与地质雷达接收到的频率信号是密切相关的,针对北京市道路路面检测的实际需要,进行了路面下空洞及松散区域等隐伏病害的识别研究。通过总结电磁波在地层中传播的响应,分析了仅从时间剖面上识别路基病害的局限性,提出了对数功率谱分析路基隐伏病害的观点,把时间剖面转换为谱剖面。空洞病害对电磁波的频谱响应具有较高灵敏度,利用对数功率谱算法和高斯窗口函数来计算时间窗口的对数功率谱剖面,提高了对空洞这类隐伏病害的识别能力。经过实际测试证明,利用该技术来分析路基隐伏病害具有良好的效果。     

探地雷达在路基路面异常体病害探测中的应用

针对路基路面、桥梁病害,通过探地雷达探测中数据采集、信号处理和图像识别,开展了地质雷达检测路面结构层厚度、破损状况和路基隐患异常体部位工作,取得了路面隐含裂缝和桥梁空心板顶板厚度的实际应用。     

隧道掘进机工程大数据管理平台关键技术及应用研究

为解决目前大多数信息化管理平台兼容性及扩展性不强、功能单一，满足不了当前工程管理需求的问题，从高质量的大数据管理平台架构、兼容性强的数据采集、扩展性强的分布式存储3个方面进行平台建设关键技术研究。采用分布式HBase列存储数据库和高性能Spark内存计算引擎，创建行业Hadoop集群生态架构，设计一种多协议、多通道且兼容性强的数据采集系统，为隧道掘进机大数据平台的采集、存储、搭建等提供技术支撑。建立集智能监测、综合分析、协同管理、大数据应用功能于一体的隧道掘进机工程大数据管理平台，从管理和技术层面为类似的大数据平台设计开发提供参考，提升隧道掘进机施工效率，提高智能化管理水平。     

地质雷达探测隧底溶洞机理简析及应用实例

应用AKULA 9000C地质雷达,对云南省玉磨铁路新平村#2隧道基底溶洞进行探测,并简要分析了地质雷达探测隧道基底溶洞的机理。结果表明,隧底地质钻探情况与地质雷达预测结果大致相符,地质雷达探测法具有快速、准确定位空洞的优势。     

综合物探法在铁路路基岩溶探测中的应用

岩溶病害问题在我国南方分布广泛,对铁路路基的前期建设与后期的运营构成很大隐患。如何准确探测岩溶地质情况,是地质工作者甚为关注的问题,为此,采用综合物探法——高密度电法和探地雷达法,对西南某铁路路基的路堤和路堑岩溶分别进行探测,经钻孔或开挖验证,综合探测结果较为可靠。     

车载探地雷达在新建铁路路基质量普查中的应用

简要介绍了车载探地雷达原理、系统及在新建铁路路基质量普查中的应用情况。车载探地雷达,可迅速了解全线路基基床的状况和道床厚度等有关信息,以及探测桥涵两端与一般路基工后沉降等基床病害。经实地挖探验证与现场实际情况较为吻合。车载探地雷达,能够快速、准确、真实地检测路基的质量状况。     

探地雷达收发天线极化方向变化对其电磁波响应的影响

通过物理模拟实验研究表明,利用探地雷达收发天线极化方向变化对其电磁波响应实验与分析成果,可以检测路面的结构层、路基潜在的问题和隐患,实现无损、高效、低耗检测,采集的数据连续、完整、可靠,探地雷达收发天线极化方向变化对其电磁波响应的影响研究为路基路面病害快速检测与评定奠定了基础。     

地质雷达在岩溶地区对溶蚀带、溶洞的探测应用

基于地质雷达的工作原理,结合贵州省部分高速公路建设中对溶蚀空腔采用地质雷达探测的实例,介绍应用地质雷达的信号特征来识别溶蚀带、溶蚀空腔的方法。相对其他勘探方法,地质雷达具有高精度、经济快速、非破坏性等优点。