非均质机场水泥道面板底脱空雷达波响应

为研究机场刚性道面配筋与非均质材料对板底脱空探地雷达波响应的影响规律,采用PFC3D离散元模拟和gprMax电磁仿真构建道面多相非均质电磁差分模型,进而建立板底脱空长度与脱空顶部反射波幅值的函数关系.研究结果表明：雷达波信号在非均质中的波场快照和剖面图呈现随机扰动特征,含水脱空回波信号受非均质材料衰减作用影响显著;脱空与钢筋层间形成能量团,增强了脱空回波信号,空气脱空回波信号受能量团增强作用显著.脱空长度小于第一临界点时,回波信号振幅强度与脱空长度呈二次函数相关;脱空长度大于第一临界点时,随脱空长度的增长,振幅先下降,后在第二临界点保持不变.该研究为探地雷达定量估算水泥道面板底脱空的长度发展提供了理论依据.     

探地雷达在武汉天河机场跑道检测中的应用

探地雷达是一种用于路面厚度检测、道路病害调查的新型无损检测工具,应用越来越广泛.本文应用探地雷达对武汉天河机场跑道进行了检测.检测结果表明,探地雷达可以快速、连续、无损、准确地测定道面的厚度、探测脱空、裂缝等缺陷,为机场跑道的维修保养提供了可靠的依据.与传统的钻孔检测法相比具有连续、无损、高效的优势.     

探地雷达在堆石坝组合防渗体检测中的应用研究

堆石坝组合防渗体作为隐蔽结构,无法直接观测,存在安全隐患。本文基于探地雷达方法,对某爆破堆石坝组合防渗体结构进行探测分析,并对混凝土面板下部的脱空、渗漏等缺陷的典型雷达图像进行分析。在将组合防渗体结构与探地雷达图像特征波形进行对应的基础上,结合堆石坝结构破坏特点,确定大坝可能渗漏的部位并进行成因分析。对于不宜开挖验证区域,通过分析坝体内部渗压计监测资料,对探地雷达法无损检测结果提供验证。结果表明:探地雷达在大坝组合防渗体及内部缺陷检测中有较好的可行性,其检测结果能为大坝后续除险加固等工程提供可靠的支持,对确保工程安全具有重要意义。     

高分辨率电法在复杂采空塌陷区的探测研究

采用高分辨率电法对吉林省九台市营城煤矿采空塌陷区进行探测.实践证明,高密度电法、瞬变电磁法和探地雷达等在研究采空塌陷区的空间分布特征上均具有很好的作用.通过采用新的数据处理方法技术,取得了理想的探测效果,为今后开展采空塌陷区的探测与研究提供了借鉴.     

地球物理方法在贮灰坝浸润面及渗漏隐患检测中的应用

热电厂贮煤灰坝浸润面和坝体渗漏探测目前仍是一个难题,通过对大唐辽源热电厂贮灰坝探测实例,介绍了采用高密度电阻率法、探地雷达和自然电场法等进行灰坝浸润面和渗漏隐患探测的可行性,由于采用了新的方法以及数据处理技术,取得了理想的探测效果,为今后开展灰坝浸润面及渗漏隐患探测与研究提供了借鉴.     

RAMAC探地雷达在地下管线探测中的应用

应用RAMAC系列探地雷达进行了地下管线探测的研究。基于对城市地下管线周围介质环境的分析,设计了探地雷达的工作参数,对不同类型的地下管线进行了探测,并就典型的管线异常特征进行了分析。     

路基检测图像方向性增强算法

针对传统离散小波变换图像分解不能完全解读探地雷达图像中路基脱空和裂隙的缺陷,采用基于映射的二维离散小波变换增强路基检测图像方向性的方法,实现了对探地雷达路基检测图像的6个方位的分解.试验结果表明,采用这种小波变换技术处理探地雷达图像数据,具有良好的方向增强性、平移近似不变性和明显的相位信息,提高了路基检测成像的精度,更容易发现路基检测中的脱空和裂隙.     

探地雷达探测精度影响因素研究

探地雷达作为一种用于确定地下介质分布的广谱电磁技术,由于其具有高效、快速、连续、无损伤、低成本和高分辨率成像等特点,目前已成为公路、机场、隧道、水坝和堤防等基础工程设施无损检测技术的重要组成部分。本论文针对目前探地雷达探测中出现的一些难点问题做了一些研究。研究了在进行探地雷达勘察时不同的介电常数设置值对探测结果的影响,并通过对建筑物的实际探测验证不同介电常数设置值对探测精度的影响规律。     

探地雷达应用于植物粗根探测的研究进展

应用探地雷达开展植物粗根探测始于1999年,经过15年的验证与发展,其粗根探测的有效性和精度已在不同探测物种和不同实验条件下得以证实。作为一种非侵入性的地球物理探测手段,探地雷达探测粗根的方法不但克服了传统根系调查耗时费力且破坏性较大的限制,并使得野外大面积重复性粗根观测成为可能。近几年,探地雷达粗根探测在粗根雷达信号正演模拟方法的建立,影响粗根探测精度的敏感因素分析,粗根生物量反演方法的改进和根系三维结构的重建等方面取得了进展,完善了探地雷达探测粗根的方法和流程,拓展了非侵入性根系探测的研究范围。随着探地雷达系统、数据处理软件和雷达数据采集方式的进一步改进,探地雷达在根系探测领域必将展示出更大的潜力。     

路面雷达在水泥路面脱空检测中的应用探讨

简述了路面雷达检测水泥路面脱空的基本原理,并结合道路工程实践,对其应用作了了概括分析,认为它是水泥路面脱空检测技术发展研究的一个重要方向。     

三维探地雷达在城市市政管线渗漏探测中的应用

以城市给排水管网基地测试管道为对象,针对一根埋深0.6 m,直径100 mm水管,通过现场实验探讨三维探地雷达(GPR)探测管线渗漏的可行性。实验中在渗漏点附近沿垂直于管线方向布设了31条平行测线,采集了C扫描雷达数据。对比渗漏前后的二维雷达剖面以及雷达数据三维偏移成像图可知,三维探地雷达可更加有效地探测和识别地下目标几何形态,判断由于地下水管渗漏形成的周围土壤浸润区的范围和大小,从而确定渗漏位置。     

一种新型复合探雷系统的设计和实现

为了解决传统探雷器易受复杂土壤环境和各种干扰物的影响造成误报率过高的问题,提出了一种基于电磁感应(EMI)和探地雷达技术(GPR)的复合探测系统及其设计方案,通过将两种完全不同探测机理的传感器数据进行融合处理,协同工作,提取地雷目标特征信号,结果表明:可有效提高地雷的探知率并降低误报率,克服采用单一探测技术探雷器难以解决的原理性虚警问题;通过样机试验结果验证了设计方案的有效性。     

采空区充填物探地雷达识别技术研究及应用

设计了一个由混凝土、矿粉和尾砂等材料制成的带空洞的实验模型.在模型的预留空洞中,分别充填水、砂、泥和空气进行了模拟实验,研究不同充填介质在探地雷达探测图像中表现出的特征及差异,进而辨别不同充填介质.论述了采空区探地雷达探测原理与方法,并通过在甘肃厂坝铅锌矿进行现场试验,分析、识别了采空区内充填物类型及状态.实践表明,应用探地雷达技术,可以高效、准确地探测采空区及其充填情况.     

Implementation of GPR Signals De-Noising Based on DSP

An important issue of ground-penetrating radar （GPR） signals analysis is de-noising thai is the guarantee of acquiring good detecting effect. The paper illustrates a successful application of digital single processor （DSP） based on wavelet shrinkage algorithm. In order to realize real-time GPP, signals analysis, some key issues are discussed such as the realization of fast wavelet transformation, the selection of CPU chip and the optimization of data movement. Experimenial results show that the DSP based application not only basically meets the real-time requirement of GPP, signals analysis, but also assures the quality of the GPR signals analysis.     

基于改进马尔可夫随机场探地雷达有效信号提取方法

针对探地雷达图像背景含有大量噪声导致有效信号提取识别困难等问题,提出了一种基于改进马尔可夫随机场结合大津算法的探地雷达去噪的方法。该方法先使用大津算法,将探地雷达图像数据二值化,划分出前景和后景图像,后对图像使用改进马尔可夫随机场结合迭代条件模式算法(iterated conditional mode, ICM)进行降噪处理,得到只含有效信号的二值图。将二值图像与带噪图像结合比对,使用中值滤波法降噪,最后得到优化后的探地雷达图像。根据实验结果,该方法在探地雷达数据降噪和有效信号提取方面均具有较好的效果。同其他传统方法和原始马尔可夫随机场降噪方法相比,该方法在探地雷达各类评价方法中表现最优,具体表现为信号单道波波形对比中拟合度最高,峰值信噪比达52.528 1 dB,结构相似度为0.998 1。使用结合二值图像的滤波图像,可以使图像波形更清晰。因此,该方法在使用探地雷达进行探测、探伤工程项目中有一定实用价值。     

利用小波阈值去噪的反射波护堤抛石量检测方法试验

水利工程中抛石堤岸数量众多,抛石的数量检测是抛石质量检验的一项重要指标,对工程质量控制、造价控制、竣工验收或后期隐患排查具有重要意义。而目前的抛石数量检测方法较少,效果不佳;为有效检测抛石量,试验采用地质雷反射观测法对护堤抛石方量进行了检测,运用折衷的小波阈值去噪方法对雷达抛石断面图像进行去噪处理,获得了准确的抛石断面边界;并将每段抛石近似为棱台计算了抛石方量,最终总抛石方量为14 700方,误差率3.52%,与实际工程量吻合良好,验证了利用小波去噪的地质雷达抛石数量检测方法的可行性,为其他工程的抛石量检测提供新的思路和途径。     

基于谱能分析法解决地质雷达大尺度探深问题

为了突破地质雷达低频天线探测深度与辨识率之间的矛盾,满足浅埋地下工程精细化物探的需求,基于谱能分析法对常规低频天线采集的雷达信号进行后处理,通过对探测目标介质体的频响强度分析,有效提高雷达回波的识别能力,实现了较常规雷达信号处理分析方法增大2~3倍探测深度的良好效果。结合某隧道中坍塌冒顶围岩扰动影响范围的探测实例,采用100MHz低频天线及谱能分析信号后处理技术达到了100m的大尺度探深,初步解决了地质雷达大尺度探测的工程问题。     

探地雷达信号的KL变换处理分析

实测探地雷达记录中存在大量的噪声干扰,有时致使目标信号难以分辨,为提高雷达剖面的信噪比,主要探讨KL变换在消除干扰噪声方面的有效性.在说明KL变换原理的基础上,通过Matlab软件进行编程计算,对时域有限差分法获得的探地雷达模拟剖面和现场实测雷达数据进行处理;再对处理前后的雷达图像进行对比分析.经过处理分析可知,KL变换可压制模拟数据中边界反射信号和棱角点的绕射波、抑制和消除实测雷达剖面中的高频杂波噪声信号,从而突出有效信号,增强有效信号的相对强度,这提高了探地雷达剖面的分辨率和反演解释精度.     

用天线阵技术无损探测大桥钢筋网的三维分布

常规的探地雷达发射的电磁波和接收的电磁波均为同一频率,因此影响了探测的精度、效率.天线阵探地雷达将不同频率的天线组合到一起工作,实现了一次扫描得到4张雷达图,使深部、浅部探测一次同时完成,提高了探测精度和工作效率,节约了探测成本.另外,由于不同频率的天线对不同深度的被探测体有足够的分辨率,不同位置的天线对同一被探测体进行全区域、多角度的探测,所以天线阵探地雷达能够分辨上下重叠或位置很近的被探测体,使得对一个区域的钢筋网进行三维探测成为可能.     

基于三角形剖分的复杂GPR模型有限元法正演模拟

针对基于矩形网格剖分的时域有限差分法(FDTD)和有限单元法(FEM),对于物性参数分布复杂或几何特征不规则的模型适应性差的问题,从雷达波所满足的Maxwell方程出发,推导探地雷达(GPR)有限元波动方程,通过采用三角形网格剖分和线性插值基函数,在满足时间步长与空间网格差分稳定性前提下,应用Galerkin有限单元法求解GPR波波动方程;同时为消除FEM进行GPR正演模拟时来自截断边界处的超强反射,采用透射边界条件把GPR波在截断边界处的反射波透射出去,进而压制来自截断边界处的反射波。然后,编制GPR有限元正演模拟的Matlab程序。应用该程序分别对起伏分界面、"V"字形2个复杂地电模型进行FEM正演模拟,得到基于三角形网格剖分的FEM正演模拟GPR剖面图,并把该正演模拟剖面图与常规的基于矩形剖分的FEM正演模拟剖面图进行对比,结果表明:基于三角形剖分的FEM对于复杂GPR模型的物性参数分界面拟合更好,其模拟所得的正演剖面与实际模型更相符,具有更高的模拟精度,更有利于指导雷达剖面的数据解译。