探地雷达岩溶高风险隧道中的应用

地质雷达是一种广泛用于地质探测的高频电磁脉冲波技术。针对某高速公路建设中岩溶隧道实际工程,阐述了在高风险岩溶隧道中地质雷达在探测不良地质体时的应用,分析了对裂隙、溶洞、富水体等不良地质体的典型雷达信号特征,有效保证了隧道安全,对类似条件下的隧道施工有一定指导意义。     

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。     

隧道不良地质体的模型试验及检测信号频谱分析

隧道工程建设经常会遇到诸如溶洞、溶洞积水等不良地质情况,为确保隧道施工安全,普遍采用地质雷达探明掌子面前方是否存在不良地质体及含水情况,如何根据地质雷达波形及频谱特征进行解译显得尤为重要.利用可重复的砂槽,建立试验模型,模型中埋设空洞、空洞积水等典型不良情况,采用地质雷达对试验模型进行探测,获得不同地质条件的地质雷达检测数据,并对地质雷达数据进行频谱分析.结果表明:电磁波遇到不同地质时,地质雷达时间剖面图中出现明显振幅反射,但振幅衰减存在明显的差异性;随着介质的介电常数增大,地质雷达信号振幅衰减逐渐增大,但主振频率反而降低.模型试验成果为实际工程中对隧道掌子面前方不同地质情况的解译提供参考.     

地质雷达在隧道质量检测中的应用

地质雷达作为一种高分辨率和高准确率、并且快速高效的探测技术而得到迅速推广 和应用.本文结合近几年在铁路隧道质量检测中的工程实例,阐述了地质雷达技术在铁路隧 道衬砌质量检测中的应用特征及效果.并对一隧道实体检测的隧道衬砌典型雷达图像的识别进行了概述,为类似检测提供参考.     

石英砂岩体的地质雷达波频谱特征

经过岩土体介质反射回的地质雷达波特征携带了所穿透的岩土体内部的相关信息,其中地质雷达波频谱主频值可以作为判断岩土体结构特征的一个定量指标. 以围岩为石英砂岩的公路隧道工程为依托,采用MALA地质雷达配100 MHz屏蔽天线,对隧道掌子面前方的石英砂岩体进行超前地质探测试验,分析典型的Ⅴ级、Ⅳ级和Ⅲ级石英砂岩围岩的雷达波形图图像特征和雷达波在岩体介质中传播的傅里叶频谱特征. 通过分析现场试验数据,得出岩体介质的雷达波主频值因自身结构特征和周边环境变化而在一定的敏感频率区间内的规律. 对比分析研究结果与工程开挖实际,表明通过分析超前地质探测获得的雷达波傅里叶频谱主频值特征来反演识别围岩结构特征是切实可行的.     

地质雷达探测技术在隧道地质超前预报中的应用探析

在隧道项目的施工作业中，施工范围的水文地质以及工程地质等情况是影响项目施工质量以及施工安全的重要因素，施工范围的地质条件恶劣易引发多种意外事故。例如，突泥涌水、隧道坍方等，突发事故的发生不仅增加隧道施工的困难度，还易导致不良后果，例如工期延误、设备损伤、人员伤亡等，严重损害了隧道项目的经济效益。本文通过分析雷达探测技术在隧道地质探测工作中的应用，分析雷达探测技术的应用价值。     

地质雷达在隧道健康诊断中的应用

为了诊断运营隧道病害的程度，评价隧道的安全状况，分析了造成隧道衬砌背部存在缺陷的原因。阐述了采用地质雷达对隧道衬砌质量进行无损检测的原理及方法，井对某公路隧道进行了健康诊断。地质雷达探测结果表明：隧道衬砌背后出现的空洞都是孤立的，拱顶和拱腰的空洞总长占隧道总长的9％，隧道除拱顶衬砌厚度有4％小于设计值外，其余各部位衬砌厚度均大于设计值。对地质雷达探测结果采用钻孔法进行验证，其结果相吻合。利用检测结果评价该隧道衬砌结构安全等级，结果为B级。     

软塑状黏土溶洞的地质雷达响应特征

从地质雷达的基本原理出发,结合沙坝一号隧道DK22+267～DK22+292段软塑状黏土溶洞的探测实例,总结了双曲线波、阶梯状复合波、强反射波以及复合波条带区域等软塑状黏土溶洞的雷达图像响应特征,对其他类似工程地质条件下的超前地质预报技术有一定的指导意义.     

泡沫混凝土路基病害地质雷达正演模拟研究

尝试将地质雷达运用于浙江某大桥工程泡沫混凝土路基质量测试,获得了泡沫混凝土雷达图像信号,并对其信号特征进行了分析,得到了泡沫混凝土路基结构情况;建立了理想条件下泡沫混凝土路基结构模型,采用基于时域有限差分法(FDTD)的GPRMax程序,通过MATLAB编程对泡沫混凝土路基疏松、脱空、分层等病害进行地质雷达正演模拟,得出路基病害在雷达图像上的典型特征信号;同时分析病害形状、大小对信号的影响以及之间的定量关系.本研究成果有助于对泡沫混凝土实测雷达图像的解读,为地质雷达在泡沫混凝土路基病害测试应用提供参考.     

地质雷达在不良地质灾害体中的应用研究

地质雷达具有探测精度高、携带方便、数据易处理、成果直观等优点被广泛应用于隧道超前地质预报项目中。本文采用地质雷达进行隧道超前地质预报,总结出岩体较完整、岩体节理裂隙发育、空溶洞、软弱夹层、土体与岩体分界面五种典型的不良地质灾害体对应的雷达波形特征,为此类工程应用提供参考依据及指导作用。     

隧道衬砌空洞的探地雷达图谱特征研究

探地雷达作为一种高效、先进的无损检测设备,能够对隧道衬砌实施连续扫描,获得形象直观的探测图像,在公路隧道衬砌空洞检测中获得了广泛的应用.然而,由于探地雷达在我国的应用时间还非常短暂以及雷达图谱的复杂性,因此探地雷达空洞图谱的辨识还存在一定的问题.据此,通过空洞模型实验和隧道衬砌空洞现场实验,研究了模型空洞和公路隧道衬砌实测空洞的探地雷达图谱特征.在对实验数据及图像进行全面分析和对比之后,得到空洞探地雷达图谱的特征,据此提高隧道衬砌空洞探地雷达图谱的判读精度.     

引滦入津输水隧洞混凝土衬砌质量的探地雷达检测

介绍了探地雷达法检测隧道衬砌质量的原理、方法.引滦入津输水隧洞混凝土衬砌质量的探地雷达检测结果表明,探地雷达法能够快速、准确地发现混凝土衬砌质量问题所在,为工程质量评价提供科学依据,是隧道混凝土无损检测的一种好方法,为类似的工程检测提供一个适用的参考及借鉴.     

基于检测图像的排水管道缺陷智能辅助分类方法

针对当前地下管网CCTV检测缺陷中存在自动化程度偏低及依赖专业人员技术水平的问题,综合采用图像处理和深度学习技术构建了辅助检测人员快速、准确地识别管道缺陷类型的智能方法。首先,收集十类典型缺陷图像,对其进行图像处理生成样本集;在此基础上,以深度卷积神经网络AlexNet和ResNet50为基础框架,使用预训练AlexNet和ResNet50网络迁移学习管道缺陷特征,通过敏感性分析优化了分类网络参数,然后,通过测试集验证了管道缺陷智能分类模型的准确性,并结合具体工程实例验证建立方法的有效性。结果表明：两类管道缺陷智能分类模型在测试集上分别达到92.00%和96.50%的准确率,实际工程实例准确率达到了85.41%和87.94%,且ResNet50的分类效果更优,具有较好工程适应性。图像处理和深度学习技术可提高排水管道缺陷分类的自动化与准确率,值得进一步进行推广。     

混凝土缺陷智能化快速检测与定量识别技术研究

针对目前混凝土缺陷无损检测技术的不足及相关模型实验研究十分缺乏的现状,结合实际工程中混凝土结构常见的质量缺陷,制作了一系列含有不同类型、性质缺陷及无缺陷的混凝土模型试件,开展了基于先进的信号处理技术和人工智能技术的混凝土缺陷无损检测的模型实验研究。针对冲击回波测试信号非稳态的复杂特性,应用小波变换技术有效地提取了缺陷信号的特征值;并应用极限学习机(ELM)作为分类模型,由此在理论分析和模型试验的基础上,建立了基于小波分析和极限学习机的混凝土缺陷智能化快速检测与定量分类识别系统。结果表明:该系统具有较好的分类识别性能,初步实现了对混凝土缺陷类型、性质和范围的智能化快速定量识别与评价,极大地提高了混凝土缺陷检测与评估的速度及精度。     

基于机器人检测的引水隧洞结构缺陷特征分析

机器人在水工隧洞的安全检测是解决引水隧洞斜井段巡检的有效手段。本文采用爬行机器人搭载三维激光扫描仪及高清摄像装备进行结构巡检，并通过三维点云处理与缺陷数据拼接获取了引水隧洞断面的缺陷信息。结合缺陷数据处理成果分析引水隧洞结构缺陷特征及分布规律，实现引水隧洞表观缺陷形态不规则、分布不均、多种缺陷共存的巡检与分析。结果表明：引水隧洞内存在的缺陷包括裂缝、渗漏、漏筋等，而裂缝是引水隧洞主要的缺陷类型，上平段缺陷数量明显多于斜井段。上平段裂缝主要分布在洞顶位置，裂缝多以垂直洞轴线的横线裂缝存在，斜井段裂缝均匀分布在洞周各个位置，走向以斜向裂缝居多。可见，上平段和斜井段缺陷数量和裂缝特征均存在较大差异，在后期的安全巡检过程中更应该主要关注裂缝的扩展情况。     

FEDDR:一套实用的地下排水管道缺陷智能检测系统

地下排水管道缺陷检测是地下管线高效管理的基础，也是实现“智慧城市”的关键性问题。针对工程项目中对管道缺陷判别的需要，提出并实现了一套实用的地下排水管道缺陷智能检测FEDDR(frame extracting-detection-duplicate removal)系统，将视频缺陷检测过程分为检测前的视频预处理阶段、缺陷检测模型构建阶段以及缺陷检测优化3个阶段，采用帧间差分算法及VGG16网络对管道视频抽帧处理，筛选出兴趣检测帧，减少待检测数据量；选取YOLOv3为网络主框架，用轻量高效的EfficientNet结构替换原来的主干网络，采用迁移学习策略，用自建数据集Pipe-DATA对其进行训练，建立起高效的管道缺陷检测模型，并在检测帧输出检测结果时采用两次输出的优化策略来防止缺陷漏检；对检测出的缺陷帧图像进行文字识别，去重优化自动生成结果表单。将该方法应用到了某区域的将近3 km的管道视频数据中，共检测出了656个缺陷，与人工判别结果对比，准确率达94.3%,召回率达到98.7%,整个过程一体化完成，大大减少了人工成本，提高了排水管道缺陷的检测效率，具有工程实用性。     

郑州市极端暴雨灾后交通工程隐患应急检测分析

极端暴雨灾后，郑州市区道路、地铁隧道等交通工程易产生道路基底脱空、隧道变形渗水等病害。为了查明这些隐患，根据暴雨灾后隐患类别及各类检测方法的特点，通过组合车载三维探地雷达、拖曳式瞬变电磁、移动三维激光扫描等多种检测方法，对道路空洞、隧道病害进行了应急检测。结果表明：采用车载三维探地雷达与拖曳式瞬变电磁相结合，可有效避免单一方法的局限性，快速查明道路工程的脱空、渗漏等病害；采用移动三维激光扫描普查隧道结构信息，再利用探地雷达对重点病害进行详查，可快速查明隧道工程安全状况。     

探地雷达在隧道衬砌质量检测中的应用

本文介绍了探地雷达在隧道衬砌质量无损检测中的原理、方法及实际应用效果,结合工程中的典型图像作出解释,说明地质雷达能及时、快速地发现问题并为处理工程施工中的问题提供科学依据,是一种很好的无损检测方法。     

隧道结构病害机理及理论量化方法

以辽宁省内高速公路隧道定期检测资料为基础,对隧道衬砌既有结构病害的分布特征与规律进行归纳.在深入研究隧道主要结构病害的基础上,采用可拓学理论,提取数个能准确反映结构健康状态的指标,进行量化分级并建立相应的物元模型,从而确定各指标所占权重以及隧道结构病害等级,将衬砌结构病害定性评价与定量研究相结合,构建隧道衬砌结构健康状态评价体系,方便管理者做出合理决策.同时结合隧道工程实际检测数据进行可拓模型的计算分析,验证模型的工程适用性.     

基于模糊理论的焊缝缺陷图像识别算法研究

为提高无损检测中焊缝缺陷射线检测效率、降低人工操作强度,针对射线胶片焊缝缺陷自动检测技术普遍存在难以自动准确识别缺陷问题,充分利用焊缝图像中各种信息,提出了一种焊缝缺陷智能检测识别方法。基于自动选择阈值,使用模糊集合进行灰度变换以增强图像对比度;利用最大类间方差算法(OTSU)求解自适应阈值,检测并提取焊缝边缘;依据缺陷几何特征识别不同缺陷。结果表明,该系统可以较为准确地检测各种焊缝图像的边界和缺陷,具有较好地适应性和实用性。