探地雷达检测桥梁隐蔽病害方法研究

常规桥梁检测方法无法检测梁板内部裂缝及空心板顶板厚度等空心板桥梁的常见隐蔽病害。本文采用电磁波散射叠加原理,分析了垂直裂缝和倾斜裂缝的电磁波响应特征;研究了商用屏蔽型探地雷达天线普遍采用的平面蝶形偶极子天线的极化特性,平面蝶形偶极子天线激发一个电场主要极化方向与天线长轴方向平行的线性极化波,利用平面蝶形偶极子天线的极化特性使电磁波能量按指定方向传播,压制浅部钢筋等强干扰,增强探地雷达检测深部目标的能力,从而查明空心板内空洞的数量、位置及深度变化情况等。试验检测结果表明,探地雷达能快速、准确的检测桥梁裂缝及空心板顶板厚度。检测结果可以为旧桥维修加固提供更全面的技术数据。     

高速公路路面厚度探地雷达检测

探讨了探地雷达检测高速公路路面厚度的物理前提,并根据我国公路工程建设的实际情况,建立了高等级公路路面结构地球物理模型.系统地介绍了雷达检测路面厚度的方法原理,并对检测中技术参数的选择,如:采样频率、时窗、检测速度进行了详细的说明.介绍了自制的高速公路路面厚度雷达探测解释系统各个模块,如:数据预处理中的时、空域滤波,偏移等方法,并总结面层与基层的反射波三个重要特征,为辅助计算机自动识别反射波打下基础.应用SIR-3000型探地雷达于益常高速公路路面厚度交工验收检测中,通过55个钻孔抽样对比表明,雷达检测能很好地达到了评价路面厚度的目的,为工程质量评价提供了可靠的科学依据.     

自适应Chirplet变换及其在探地雷达目标探测中的应用(英文)

探地雷达不仅能够探测金属目标体,而且能够探测非金属目标体,而成为UX0和地雷探测的一种重要的浅部地球物理方法。但是在地雷和UX0探测中,目标体埋藏深度浅,在探地雷达数据信噪比较低情况下,地表和土壤层的反射严重干扰对目标体的拾取。本文采用自适用Chirplet变换来消除地表层和土壤层变化的干扰,并在Radon—Wigner分布的基础上,采用自适用Chirplet变换来拾取目标体的信号。通过对实际探测实验数据应用证明,本方法处理结果比传统的偏移方法具有较高的信噪比,并能清晰地提取目标体信号。     

核电站防波堤探地雷达检测的适用性研究

在分析核电站防波堤常见安全隐患及其产生机理的基础上,采用目前较为先进的探地雷达检测技术,对实际的堤防进行模拟检测,探究探地雷达检测防波堤的适用性和准确性.分析表明,探地雷达作为一种无损检测方法对防波堤的检测是可行的,且检测准确度满足实际工程的要求,可以用于核电站海堤的日常安全检测和维修加固后的成果检验.     

利用探地雷达检测土壤质量的研究进展

土壤质量的研究正逐步成为国际土壤学的研究热点.探地雷达作为一种快速、无损、经济的土壤质量检测方法,正在被国内外学者所接受,然而由于土壤的复杂性,使得这一技术在具体应用时还存在一些问题.本文从探地雷达检测土壤质量时的方法入手,着重探讨了其在土壤的物理性质、介电性质、有机质检测方面的研究进展,并对检测后得到的探地雷达图像的处理算法以及存在的问题进行了研究,有利于指导探地雷达在土壤质量检测方面的进一步应用.     

基于小波能谱分析的岩溶区探地雷达目标识别

目前常用的根据记录波形的频率、振幅等特征进行岩溶区探地雷达目标识别的方式具有一定的局限性,为此提出了利用小波能量谱特征进行识别的新方法.通过对岩溶区典型样本进行分析,构造雷达信号各频率成分在各尺度上的能量特征向量,得到样本模型的能量谱,将待识别目标体的能量谱特征与之比对,数据分析和实际验证表明,小波特征能量谱具有直观地显示目标信号不同特征的优点,能有效地对岩溶区探地雷达剖面目标体进行识别.     

探地雷达检测公路结构层隐含裂缝实用方法研究

本文在简要介绍探地雷达基本原理的基础上,详细介绍了作者最近完成的“多层均匀层状介质中的垂直裂缝对雷达波场响应的数值模拟和物理模拟实验研究”成果,通过与实际的公路工程检测结果对比,三者表现出很好的一致性. 研究结果表明,采用探地雷达检测公路结构层中的隐含裂缝,理论条件是充分的,实践上是可行的,检测方法本身实用性较大,检测结果直观、可靠.     

路基病害识别算法与应用研究

本文通过对支持向量机原理以及路基病害特征的讨论和分析,提出了基于支持向量机的探地雷达回波信号识别算法;利用所提出的算法对探地雷达实测数据进行处理,试验结果表明该算法的识别效果优于神经网络算法,并且该算法克服了神经网络的过学习和局部极小值的缺点,是一种适合路基病害识别的高效算法.     

探地雷达GPR正演模拟的时域有限差分实现

近年来,随着数字处理技术和电子技术的飞速发展,探地雷达（GPR）的实际应用范围迅速扩大,现已覆盖考古、矿产资源勘探、水文地质调查、岩土勘查、无损检测、工程建筑物结构调查、军事等众多领域,解决了很多工程实际问题,成为浅层勘探的有力工具.而探地雷达的理论研究与实际的应用相比,具有明显的滞后性.但是解释人员要达到精确地对探地雷达实际资料的进行解析,必须事先了解地质体的雷达反射剖面的特征,所以作为反演与解释基础的复杂地电模型的探地雷达正演模拟技术,就成了探地雷达理论研究的主要内容之一.本文以麦克斯韦两个旋度方程为基本出发点,运用K.S.Yee的空间网格模型理论和时域有限差分法的基本原理,推导出二维空间的探地雷达正演方程组,并详细地分析了差分格式中半空间步长与半时间步长的实现方法,及其雷达波电场与磁场分量在计算机上相互关系的C程序实现.然后讨论了数值频散关系及其产生原因,通过同时考虑时域有限差分法及Yee氏网格的特点,推导出了符合探地雷达实际传播规律的理想频散关系,作者自制了探地雷达正演程序,并分别计算了Mur超吸收边界条件及无边界条件下的雷达地电模型,通过对比可知,超吸收边界条件可利用,大大地减少截断边界处的干扰波,达到用有限区域达到在无限空间传播的效果.最后作者利用自制程序,对“V”字形和同一斜面上的五个圆的两个典型的探地雷达地电模型进行了正演模拟,得到了正演剖面图,消除了边界反射后的雷达剖面能很好地指导工作人员对雷达实测剖面的地质解释,同时使正演研究更符合实际的地质情况.     

小波理论在探地雷达信号处理中的应用

探地雷达(ground penetrating radar—GPR)系统已成为浅层地下探测的有效手段并在地质勘探、城市建设、水文勘测、环境工程、考古等领域发挥着重要作用．信号处理质量是雷达技术能否成功运用的关键．本文对近年来探地雷达信号处理方面的文献进行了综合,对探地雷达技术中常用的数据处理技术作了阐述,重点分析了小波理论在探雷达信号处理中的应用,最后就小波变换理论在探地雷达中的应用前景提出了一些展望．     

Sensing underground coal gasification by ground penetrating radar

The paper describes the results of research on the applicability of the ground penetrating radar (GPR) method for remote sensing and monitoring of the underground coal gasification (UCG) processes. The gasification of coal in a bed entails various technological problems and poses risks to the environment. Therefore, in parallel with research on coal gasification technologies, it is necessary to develop techniques for remote sensing of the process environment. One such technique may be the radar method, which allows imaging of regions of mass loss (voids, fissures) in coal during and after carrying out a gasification process in the bed. The paper describes two research experiments. The first one was carried out on a large-scale model constructed on the surface. It simulated a coal seam in natural geological conditions. A second experiment was performed in a shallow coal deposit maintained in a disused mine and kept accessible for research purposes. Tests performed in the laboratory and in situ conditions showed that the method provides valuable data for assessing and monitoring gasification surfaces in the UCG processes. The advantage of the GPR method is its high resolution and the possibility of determining the spatial shape of various zones and forms created in the coal by the gasification process.     

探地雷达属性技术进展

探地雷达属性技术经过近十年的发展,其重要性已得到众多学者的逐渐认可,应用领域也越来越广泛,为了使该技术能进一步的深入发展,对其进行较全面的总结、评价和分析十分必要.本文通过对国内外资料的收集和分析,总结探地雷达属性技术中的成果,回顾了其发展历史,列举了目前常用的属性,阐述了具体研究方法,介绍了该技术应用领域,并对今后的发展进行了展望,认为探地震达属性技术拥有良好的应用前景.     

探地雷达在海塘堤脚淘空损伤检测中的应用试验及分析

本文在简要介绍探地雷达方法原理的基础上,详细分析了浙江某海塘堤脚沉井防冲结构及其相关介质的物理性质和空间分布特点,从而指出了堤脚淘空损伤雷达检测的基本可行性及复杂性.最后通过笔者实际参与的雷达检测试验和综合分析表明,采用雷达检测可指出淘空损伤现象存在的可能性及大致位置和范围,而难以断定损伤的性质及尺寸.     

Road evaluation with ground penetrating radar

This paper provides a status report of the Ground Penetrating Radar (GPR) highway applications based on studies conducted in both Scandinavia and the USA. After several years of research local transportation agencies are now beginning to implement GPR technology for both network and project level surveys. This paper summarizes the principles of operation of both ground-coupled and air-launched GPR systems together with a discussion of both signal processing and data interpretation techniques. In the area of subgrade soil evaluation GPR techniques have been used to nondestructively identify soil type, to estimate the thickness of overburden and to evaluate the compressibility and frost susceptibility of subgrade soil. In road structure surveys, GPR has been used to measure layer thickness, to detect subsurface defects and to evaluate base course quality. In quality control surveys, GPR techniques have been used for thickness measurements, to estimate air void content of asphalt surfaces and to detect mix segregation. Future developments are described where the technique has great potential in assisting pavement engineers with their new pavement designs and in determining the optimal repair strategies for deteriorated roadways.     

地质雷达在复杂山地近地表调查中的应用

复杂山区近地表调查技术是制约地震资料品质的主要因素.地质雷达可以高效准确得到表层结构,为地震静校正提供依据.本文利用地质雷达在四川南江山区进行了近地表调查,所用天线为50MHz的拖缆式天线.通过微测井数据进行标定,精确得到了测线近表层结构.结果表明配置拖缆式天线的地质雷达较适合复杂山区施工,是建立地表浅层结构调查的有效...     

探地雷达及EH4对钼矿采空区的综合探测

采空区严重威胁着地面建筑物和矿山的安全,对采空区探测方法的研究有着重大的现实意义.本文探讨了探地雷达及EH-4电导率成像法对某露天钼矿采空区探测的方法技术及其应用效果.探地雷达对浅层地段不仅有很高的探测精度和高分辨率,能达到对浅部采空区的精确定位.EH-4电导率成像系统的探测深度大,通过电阻率断面图的局部异常体,可以直观的来判断采空区的位置从而查明深部采空区,结合二者对采空区进行综合探测.     

Maximizing the information return from ground penetrating radar

Ground penetrating radar data is not always easy to acquire, and sometimes the acquisition may be constrained by equipment availability, weather, legal or logistical constraints, safety or access considerations. Examples of these include archaeological or geotechnical sites about to be excavated, contaminated lands undergoing remediation, hazardous areas such as unexploded ordnance lands or active volcanoes, and difficult to visit locations such as Antarctica or the surface of Mars. These situations may result in only one chance at acquiring data. Thus, the data need to be acquired, processed and modeled with the aim of maximizing the information return for the time, cost and hazard risked. This process begins by properly setting up the survey with the expectation of the site conditions but allowing for flexibility and serendipity in the unknown. Not only are radar data acquired, but also calibration, orientation, location and other required parameters describing the equipment and survey are recorded. All of these parameters are used in the processing and modeling of the data. The final results will be not just a radar image as a pseudo-cross-section, but a corrected geometric cross-section, interpreted electrical and magnetic properties of the ground, location, orientation, size and shape of subsurface objects, and composition of the ground and objects as inferred density, porosity, fluid saturation, and other relevant material occurrence properties.