路用探地雷达的应用技术研究进展

有效、无损、快捷、简便是公路检测技术发展的方向，当前国内外先进的浅层勘探技术——路用探地雷达检测，以其无损、快捷以及浅层高分辨率的优势被迅速应用于公路检测。本文对近年来路用探地雷达技术的发展及应用情况进行了介绍，详细分析了探地雷达的工作原理、系统组成结构。就探地雷达在公路建设、维护过程中的应用情况进行了系统总结。     

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.     

高频雷达在混凝土无损检测中的应用及关键技术

本文阐述了混凝土体无损检测的基本方法技术。将地质雷达方法引入该领域中,结合工程实例研究地质雷达在混凝土非破损检测中的应用效果。并针对实际问题,利用分形技术对雷达资料进行处理,以提取雷达高分辨率信息。     

GPR探测地埋管径研究综述

用无损探测技术来获取地下目标物的信息是当前研究的热点,探地雷达作为一种重要的工具及技术,已广泛应用在地埋管道直径的无损探测中,准确快速测定地埋管的直径,在理论研究与实际应用中都具有重要意义.本文在综合分析电磁波在介质中传播的基本特征和目标回波双曲线特征的基础上,讨论了用探地雷达无损探测技术来获取地埋管的直径特征参数的可行性;介绍了国内外目前主流的探地雷达设备,及相关学者在管径探测方面的研究进展;在国内外典型实例剖析的基础上,介绍分析了不同发展时期探地雷达测定地埋管管径的原理及测定方法;接着对地埋管径无损探测研究工作当前存在的问题进行总结.最后指出,地埋管探测的研究工作,应着眼于实现硬件轻便化、软件专业化、数据处理模型的智能化,才能更好的在实践中加以应用.     

物探技术在挡土墙检测中的应用

在挡土墙的检测中,如何无损地检测出全剖面的厚度非常重要。通过实例,阐述了高密度电阻率法、地质雷达等物探方法在检测挡土墙厚度中的应用效果,并对应用时的技术参数、注意事项提出建议。     

采用综合物探法进行大坝面板脱空无损探测

面板堆石坝大坝面板脱空无损探测目前仍是一个难题,尚未见到较为成功的探测报道,采用的单一物探方法的探测成果准确率又偏低.因此,如何提高探测准确率是面板脱空无损探测的研究重点.本文通过天生桥一级水电站面板脱空探测的实例,介绍采用综合物探方法进行大坝脱空探测是可行的,并在实践中获得成功,取得了较好的经济效益.     

高速公路锚杆锚固质量无损检测技术研究

采用LX岩土工程质量检测分析仪,应用声频应力波法,对高速公路路堑边坡锚杆进行无损检测,这对各类锚杆的锚固质量检测和分级是可行和有效的,由于在公路系统锚杆锚固工程锚杆无损检测属首次应用,一些锚杆的锚固体系的无损检测条件不太理想．今后,随着应用的增多,锚杆的设计和施工进一步接近无损检测条件,相信声频应力波法对锚杆锚固质量的无损检测及高速公路的建设会提供更好的质量保障。     

探地雷达在公路路面变形沉降检测中的应用

路面变形沉降是公路深层隐性病害的外在表现,不仅会降低路面平整度和行车舒适度,甚至会诱发翻车、撞车等严重交通事故,而且也是路面塌陷的前期征兆.探地雷达是一种有效的浅地表地球物理成像方法,利用探地雷达对其进行精细化检测,可以快速查清路面变形沉降区域下方潜伏的深层隐性病害,依据探地雷达波场特征识别隐性病害的类型(如裂缝、土质疏松、沉降、脱空、空洞等),定位其水平位置、埋深、空间范围和走向,评价其严重程度或病害等级,找到路面变形沉降的根本原因,从而为对症下药,制定针对性的非开挖处治设计和维修治理提供科学依据.     

地质雷达法在水工隧洞检测中的应用

主要研究了地质雷达法在水工隧洞无损检测中的应用情况。以四川某水工隧洞为例,对侧壁、底面、顶面采用不同频率天线,来检测水工隧洞的质量,发现薄弱环节,以利于施工中加强对薄弱环节的管理和控制。     

采用物探技术进行路基挡土墙质量检测的研究与应用

随着新建高等级铁路、公路的不断增多，挡土墙在路基工程中所占的比例也越来越大。对挡土墙工程进行快速、准确、无损的检测，是确保工程质量至关重要且亟待解决的问题。为了有效地解决这一问题，我们探索采用物探技术进行路基挡土墙质量检测，并为此进行了大量试验、研究和实测工作，目前这一技术已经取得了较好实用效果。     

HHT在探地雷达检测路基质量中的应用

为探明路基中隐藏病害的类型和空间位置,应用探地雷达方法对公路路基质量进行了无损检测.在地层介质强衰减和噪声干扰作用下,探地雷达信号存在信噪比低、深部复杂目标体难以识别的问题.针对探地雷达路基实测信号非线性和非平稳的特点,采用信号均衡和希尔伯特-黄变换相结合的方法,首先对数据进行均衡处理以突出深层弱信号,在此基础上对单道信号进行经验模态分解以获得固有模态函数,通过希尔伯特变换对固有模态函数的瞬态属性特征进行分析,进而将希尔伯特-黄变换应用于整个探地雷达的数据剖面,最后通过综合对比瞬时振幅剖面和瞬时相位剖面对探测结果进行了分析和解释.结果 表明,信号均衡可以有效缓解深部信号衰减问题,基于希尔伯特.黄变换可以从多属性参数角度对探地雷达信号进行处理与解释,可以较好的识别异常体的位置和属性信息,提高了探地雷达解释结果的可靠性.     

基于无损多源异构数据融合的水利工程隐蔽结构隐患探测技术

本文介绍了水利工程外露结构和隐蔽结构的不同检测方法和特点以及相关研究现状,总结了之前水利工程隐蔽结构隐患检测探索经验,结合横琴新区澳门大学中心沟东闸翼墙断裂探测等工程应用为例,通过三维激光扫描技术、探地雷达技术相结合的多源无损探测技术为例,对水利工程隐蔽结构的多源异构探测数据的融合应用做了相应探索研究。      

地震波CT在混凝土防渗墙质量检测中的应用

本文给出了一个地震波CT技术检测混凝土防渗墙质量的实例,其检测结果和部分墙体的钻孔取芯、土工试验和注水试验进行了对比,结果表明地震波CT技术在检测混凝土防渗墙质量时快速无损,准确可靠,在防渗墙质量无损检测中有广阔的应用前景。      

综合物探方法在堤防质量检测中的应用

在堤防质量检测中,地球物理方法能够实现快速、无损的探测,但采用单一物探方法对堤防隐患的判别易形成多解,也很难对堤防质量做出准确分类.本文中应用探地雷达、高密度电法、地震勘探等综合物探方法对大源渡堤防质量进行检测,并以龙荫港以例,通过综合三种物探方法互相参照、相互验证,互为补充,查明了堤防隐患的分布位置与埋深,为堤防质量检测提供一种新的工作方法.     

基于非接触式麦克风冲击共振测试的钢-混组合结构界面脱空损伤识别方法研究

针对现有无损检测技术在钢-混组合结构界面混凝土脱空损伤识别问题上普遍存在的测试成本高、识别精度有限及操作过程复杂等不足之处,提出了一种基于麦克风冲击共振测试的非接触式检测方法。首先,基于四边约束矩形薄板振动理论,将钢-混凝土板局部脱空处钢板简化为四边固支约束的板壳模型进行分析。通过在ABAQUS中建立考虑流-固耦合的钢-混凝土板有限元模型,将模拟所得脱空处钢板自振频率值与理论解析结果进行对比,证明该经验公式可有效适用于脱空区域处局部钢板自振频率的估计当中。其次,依据相关声学理论研究成果,利用所建立的有限元模型进行了外部激励下钢-混组合结构声压场信号分布特征研究,结果表明设置及未设置脱空损伤的有限元模型所产生的声压响应存在明显不同,且未脱空模型中信号响应具有幅值大、周期长等特征;同时,针对一钢-混凝土板设置了8种不同类型的损伤工况,并利用麦克风传感器分别进行了基于冲击共振测试的脱空损伤识别。试验结果表明,麦克风摆放位置对测试所得声压信号频响函数基本特征的影响程度并不显著;且针对本试验所设置的损伤工况,该方法基本均能实现有效识别,但对平面尺寸在60 mm以下区域的测试效果并不明显。最后,在对一特定损伤区域进行栅格化处理的基础上,通过开展基于麦克风冲击共振法的损伤成像测试,对该脱空区域的平面轮廓进行了有效识别。除此之外,将试验测试效果分别与传统红外热像检测法、超声波探测法进行了对比分析,验证了该麦克风冲击共振法能够较好地适用于钢-混组合结构的脱空损伤识别问题当中,且具有非接触式、测试成本低、识别效果显著及操作便捷等优点。     

基于GPR信号和卷积核的水泥路面脱空识别算法

脱空缺陷在水泥路面中不可避免,严重影响水泥路面的结构安全性,迫切需要建立脱空缺陷早期识别定位方法,为路面精准预养护提供依据.根据探地雷达(GPR)数据的成像原理,提出了标准化和去背景的脱空特征增强算法.依据GPR发射Ricker子波的工作特点,借鉴深度学习中卷积网络的特征提取特性,以A-Scan数据集为对象,设计了提取脱空特征的二维卷积核,并提出基于卷积核和阈值判断的脱空定位算法.采用数值模拟和室内验证相结合的方法,研究了不同卷积尺度的影响,并将设计的卷积识别算法在水泥路面进行现场验证.实验结果表明,提出的标准化和去背景的预处理算法可替换传统的GPR多步骤数据处理的算法组合,有效实现脱空区域的特征增强作用;卷积算法有效突出了脱空特征,卷积核尺度过大会降低图谱分辨率,卷积尺度过小无法突出脱空特征,合适卷积纵向尺寸为1～1.5倍f_s/f₀,横向尺寸根据检测对象一般取对应实际距离10～20 cm的采样点.实验统计方法设置了卷积核判断阈值,可有效确定脱空区域的深度以及判断脱空区域是否含水,为水泥路面病害的自动识别奠定基础.     

高密度电法在地下防渗墙检测中的应用

对高密度电法在防渗墙无损检测中的应用方法进行了对比研究,通过实际工程应用结果,对高密度电法四极削面及三极剖面两种方法进行对比研究;对于符合检测条件的防渗墙,采用三极剖面法,可以得到比较满意的检测效果;此方法快速、低耗、成果直观、灵敏度高、适应性强,便于工程实际应用,具有广阔的应用前景和推广价值。     

一种基于神经网络的探地雷达信号解释研究

运用人工神经网络理论和方法,建立了用于隧道衬砌厚度探地雷达探测信号解释的BP神经网络模型,对某公路隧道衬砌检测厚度进行了分析应用,并与钻孔取芯结果进行比较,实践证明,该方法可提高探地雷达信号解释精度和工作效率．     

高频电磁法检测地下管线周边地质病害体的应用研究

地下管线是城市生存和发展的基础,近年来随着城市地下空间的开发利用,管线周边形成了各种各样的地质病害体.为了有效预防这些病害体对地下管线安全运行的影响,本文在分析高频电磁波传播机理及影响因素基础上,研究了利用探地雷达检测地下管线周边病害体的技术方法.探地雷达工作参数的配置选择、干扰波的有效处理及雷达图像的精准识别是检测地质病害体的关键,重点从这三个方面进行了分析研究.天线中心频率、采样率、测点点距等工作参数最佳优化组合,确保了检测检测目标体的效果;增益调整、频率滤波、点平均等对干扰波的处理,有助于获得高信噪比,可获得高分辨率的雷达图像;根据雷达剖面图上异常波形特征来判断识别脱空、空洞、疏松体和富水体等地下病害体的位置及大小.这些问题的解决可为探地雷达检测病害体提供可靠技术支撑.最后结合工程实例,与其他方法对异常体的对比分析,验证了高频电磁法在检测地下病害体的的可行有效性,也为开展地下管线周边病害体的治理提供了科学依据.     

地质雷达技术指标的标定研究

近年来,地质雷达勘探作为一种重要的工程无损勘探方法,在我国已广泛应用,并取得了很多重要成果.目前,引进的地质雷达和我国自己生产的地质雷达种类很多,但对地质雷达设备本身性能指标的标定或评价方法却是个空白,本文参照美国德克萨斯交通学院和全美地质雷达使用者协会建议的方法对我们使用的地质雷达系统进行了性能标定,并根据勘探实践需要的指标,对地质雷达辐射子波和频率域参数的技术指标进行了标定方法的研究并给出了相应的结果.