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.     

Hilbert谱分析在探地雷达薄层识别中的应用

针对实际勘探中的需要,本文对薄层的电磁波反射特性进行了深入研究.薄层在反射电磁波时,会对入射电磁波进行滤波作用.薄层的类型和厚度会影响其滤波特性,利用此特点,本文将Hilbert谱分析方法引入到薄层识别中.该方法能将探地雷达对递变型薄层的垂直分辨率提升至λ/8.本文利用该方法对实测探地雷达资料进行了层位识别研究,该方法能很好地提高探地雷达的层位识别能力.     

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.     

v-SVC算法在地震与爆破识别及窗长度选取中的应用

对天然地震与人工爆破的波形记录,本文用v—SVC支持向量分类机对由波形记录获取的香农熵特征进行了分类识别,效果较好;并对波形记录选取不同的信号窗长度,用v—SVC支持向量分类机分别进行了识别检验。结果表明:窗长度对识别效果有影响,以窗长度为2000点的识别效果最好,识别率达98%。这也表明,在地震与爆破的识别中,合理地选取波形记录的信号窗长度也是重要的。     

野外自然条件下探地雷达识别植物根系的有效性研究

植物根系研究对于理解全球气候变化下的碳储存与碳分配等问题具有重要意义.而探地雷达可以在不破坏土壤环境的情况下获取根系信息,但其探测效果会受到土壤环境、根的大小及其空间分布等因素的影响.因此,探地雷达在野外自然条件下对根系的识别率和识别精度仍需进一步分析验证.本文基于对内蒙古灌丛化草地小叶锦鸡儿灌木根系的探测实验,设计雷...     

测井岩性识别新方法研究

为了更好地解决测井岩性识别问题,引入了一种基于粒子群优化的支持向量机算法.通过实际测井资料和岩性剖面资料进行学习训练支持向量机,并利用粒子群优化算法对支持向量机参数进行优化,建立了测井岩性识别的支持向量机模型,应用该方法对准噶尔盆地某井的测井岩性进行识别,并将该方法的识别结果与BP神经网络方法的识别结果进行了比较,结果表明该方法优于BP神经网络方法,具有识别正确率高、收敛速度快、推广能力强等优点.     

基于支持向量机法识别砂岩中流体类型

砂岩储层孔隙中的流体识别一直是石油勘探开发过程中重要的环节,传统方法主要依赖于测井数据,但是在测井数据缺失的条件下较难得到准确的流体识别结果.本文提出一种只依靠地震数据的砂岩中流体识别的新方法,并选择地球物理方法可测或可求的地球物理参数σ、ρλ和ρμ作为流体识别因子,然后进行模型实验.首先,设置典型流体状态,用Gassmann方程进行流体替换,将得到的流体识别因子作为支持向量机的训练集数据,并定义支持向量机的分类标签;之后,设置随机流体状态,利用Gassmann方程计算流体因子,将得到的结果作为支持向量机的测试集数据.将训练集、测试集数据集输入支持向量机,进行分类,得出测试集数据的分类结果.模型实验分类结果表明,支持向量机法可以判别砂岩孔隙中流体的主要属性.     

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.     

铁路路基雷达探测工作参数的设计

介绍了使用路检车装载探地雷达(Ground Penetrating Radar)对铁路路基检测的原理,结合野外探测过程中对测量深度、精度和行车速度的要求,给出了GPR现场工作测线布置的原则,理论上给出天线中心频率、时窗、采样率、测量点距的计算公式.讨论了连续测量和离散测量的关系,考虑到连续测量时水平精度的要求,给出行车速度必须满足的两个条件,从而确定行车速度的上限.为保证野外检测工作的顺利进行,结合实际情况给出了GPR工作参数的设计原则和流程.     

高分辨率探地雷达及实验研究

本文作者开发基于E5071B型矢量网络分析仪(VNA)的高分辨率探地雷达系统(LANRCS—GPR),该系统立足于频率域探地雷达系统的宽频带和适应性强的优点之上,充分发挥了矢量网络分析仪具有的超宽带、高精度测量等特性。该系统采用LAN方式进行系统联机控制方式,使系统组建成本低廉、易于扩展:本系统采用了计算效率高的F-K偏移方法作为实时成像方法。系统测试实验表明,该系统具有很高的探测分辨率,探测精度高,信号信噪比高,系统动态范围大,而且系统的操作灵活可靠,适应范围广,系统功能可扩展性强。该系统的研究开发为将来成品频域探地雷达系统的研发提供了理论、实验基础,同时也为电磁波传播研究及电磁探测研究搭建了一个采集数据精度高、信息量大、适应范围广、操作方便的实验平台。     

多年冻土场地路基地震动位移性状研究

直接针对目前多年冻土场地道路工程抗震问题研究尚很薄弱这一事实,以在建的青藏铁路工程的抗震设计与地震加固为应用背景,基于若干种较为典型的多年冻土场地路基工况,开展多年冻土场地路基地震动位移性状的研究工作。研究表明,与不同的场地地形条件相比,场地冻土层厚度对路基地震位移响应的影响更加突出,尤其是含冻土融层路基的地震动位移值较不含冻土融层路基的地震动位移值大,因而冻土融层的存在无疑加剧了多年冻土场地路基的震害响应。     

Automatic signal detection based on support vector machine

Introduction The automatic processing of continuous seismic data is important for monitoring earthquake, in which real data recorded by field stations located in different regions is transmitted to data cen- tre through internet or satellite communication systems. Automatic processing will run firstly on data, afterwards these automatic processing results will be reviewed and modified. The load of interactive analysis would be increase if there were more false events or missed events after run…     

The study and application of PTR algorithm on recognizing various structure samples

ＴｈｅｓｔｕｄｙａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰＴＲａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｎｒｅｃｏｇｎｉｚｉｎｇｖａｒｉｏｕｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｍｐｌｅｓＢｉ－ＱｕａｎＷＡＮＧ（王碧泉）；Ｈａｎ－ＭｉｎｇＨＵＡＮＧ（黄汉明）ａｎｄＨｏｎｇ－ＳｈｕｎＦＡＮ（范洪...     

基于改进多分类孪生支持向量机的测井岩性识别方法研究与应用

岩性识别是认识地层及求解储层参数的基础,受地质环境复杂性和非均质性影响,测井曲线间存在着大量的信息冗余,数据集类间分布不平衡,常用的分类算法无法满足实际需求.针对常用分类算法容错性差,识别岩性单一和无法有效解决类间不平衡的问题,本文改进合成少数过采样技术(Synthetic Minority Over Sampling Technique,SMOTE)来处理数据集,可得到类间平衡的新数据集,并提出一种新的模糊隶属度函数改进模糊孪生支持向量机,在北美Hugoton油气田实际测井数据的基础上,用改进多分类孪生支持向量(Improve Multi Class Twin Support Vector Machine, IMCTSVM)综合自然伽马(GR)、电阻率(RL)、光电效应(PE)、中子密度孔隙度差异(DPHI)和平均中子密度孔隙度(PHIND)五种测井参数,以及相对位置(RELPOS)和非海洋/海洋指标(NM_M)两种地质约束变量,识别出9种岩性.将识别结果与传统支持向量机、深度神经网络等方法进行对比与分析,发现IMCTSVM算法优于上述两种分类算法,取得了较好的识...     

数学形态学在地震信号处理中的应用研究

数学形态学是一门新兴科学,它建立在严格的数学理论基础之上,是研究数字信号（图像）形态结构特征及其快速并行处理方法的理论,已经成功应用于图像处理、医学信号处理和语音信号处理等领域.地震信号去噪处理和裂缝检测的研究一直都是地质学家和油气藏工程学家感兴趣的问题.本文将数学形态学与地震信号处理相结合,重点探讨了数学形态学在地震信号处理中的应用,针对地震信号的特点,设计了形态滤波器,应用于合成地震资料,得到了理想的结果.在此基础上,本文研究并构造了形态学边缘检测算子,通过理论和实际资料检验,该方法具有良好适用性.以上研究表明,基于形态学的地震信号处理是可行的,具有推广应用前景.     

地电场多极距观测装置系统与文安M_s5．1地震前首都圈地电场异常研究

2006年7月4日河北文安县发生了Ms5.1地震,有6个地电场观测台布设在北京周围.本文阐述了地电场多极距观测系统的噪音识别原理及其在地电场数据分析中的应用方法.通过对首都圈6个地电场台观测资料的研究分析,在所选出的众多震前地电场异常信号中逐一排除,最后选定的5组地电场异常信号基本上被认为是震前地电场前兆异常信号.结果表明:①文安Ms5.1地震前存在着地电场异常前兆信号;②文安地震前地电场异常前兆信号的出现存在着"敏感点"效应;③地电场异常前兆信号在不同的台站存在着不同步出现的现象,并且异常结束至发震时间间隔也不同;④离震中区较近的宝坻台记录到的震前地电场异常幅度较小,而离震中区较远的昌黎台记录到的震前地电场异常幅度则较大.     

A comparative study between China and U.S. on seismic design philosophy and practice of a long span arch bridge

This paper presents the first of a series of case studies on the seismic design of long span bridges （cable-stayed bridges, suspension bridges and arch bridges） under a cooperative research project on seismic behavior and design of highway bridges between the State Key Laboratory for Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University and the Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research, University at Buffalo. The objective of this series of case studies is to examine the differences and similarities on the seismic design practice of long span bridges in China and the U.S., to identify research needs and to develop design guidelines beneficial to bridge engineers in both countries. Unlike short to medium span bridges, long span bridges are not included in most seismic design specifications, mainly because they are location dependent and structurally unique. In this paper, an available model of a steel tied half through arch bridge with a main span of 550m in China is discussed. Analysis is focused on comparisons of the seismic responses due to different ground motions. Seismic design criteria and seismic performance requirements for long span bridges in both countries were first introduced and compared, and then three near field earthquake records with large vertical components were selected as the excitations to examine the seismic behavior and seismic vulnerability of the bridge. Results show that （1） the selected near field ground motions cause larger responses to key components （critical sections） of the bridge （such as arch rib ends） with a maximum increase of more than twice those caused by the site specific ground motions; （2） piers, longitudinal girders and arch crowns are more vulnerable to vertical motions, especially their axial forces; and （3） large vertical components of near field ground motions may not significantly affect the bridge＇s internal forces provided that their peak acceleration spectra ordinates only appear at periods of less than 0.2s. However, they may have more influence on the longitudinal displacements of sliding bearings due to their large displacement spectra ordinates at the fundamental period of the bridge.