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.     

基于数值法的三维缝洞溶蚀演化主控因素研究

碳酸盐岩储层油气储量丰富,经过长期的地质构造运动形成了复杂的缝洞结构,给油气开采工作带来了一定的难度,针对这一工程问题本文采用自主研发的岩溶演化模拟软件KarstEvolSys为数值模拟工具,研究裂缝密度和降雨补给量对碳酸盐岩岩体溶蚀演化的影响,通过控制嵌入基质体中的裂缝数量和水流补给到系统中的流速来完成模拟。研究发现：当降雨补给量不变时,基质体内嵌入的裂缝条数越多,每一裂缝捕获水流量越少,从而导致裂缝系统开度增加速率减慢,岩体的溶蚀速率变缓;当对同一岩溶系统分别补给不同的降雨量时,由于水流对系统中Ca2+浓度的稀释作用,促进了水岩化学反应,加速了含CO2的水流对裂缝壁的溶蚀,导致岩体溶蚀速率随着降雨补给量的增加而增加。