应用GPR获取多孔介质水力参数研究进展

获取多孔介质水力参数，精细刻画野外含水层水力特征，描述含水层空间变异性，一直是水文地质学、土壤学、园艺学等研究的热点，传统的诸多方法或耗时费力，或数据量少，难以在不同尺度上监测含水介质特征的时空变化，由于探地雷达(Ground Penetrating Radar，简称GPR)电磁波的传播速度主要决定于多孔介质的介电常数，而影响多孔介质介电常数的主要因素是其孔隙度和含水率，这为电磁波方法确定多孔介质含水率、孔隙度、渗透系数等创造了条件，GPR快速、便捷、无损、多尺度、数据量大，能够精细刻画含水介质水力参数的空间变异性，为此，简要介绍了GPR的工作原理、探测方式及其应用条件，探讨了GPR获取水力参数的物理机制，综述了GPR获取水文地质参数的研究进展。指出了尚未解决的问题，并对用GPR获取水文地质参数方法今后的发展进行了展望。     

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。     

测量介电常数的一种新方法

提出了利用５５５单稳电路和示波器测量绝对分电常数ε０和一些材料的相对介电常数εｒ的一种新方法．     

应用低频微波波段GPR测量土壤结构

结合在内蒙古包头地区和上海崇明岛地区的实验站点开展的实验工作,尝试性地提出了探地雷达用于刻画农田土壤剖面层位结构的方法.按照该方法在对探地雷达数据进行处理和分析之后,得到了沿测线的土壤结构细化剖面图,并与开挖剖面对比,结果吻合良好,表明采用探地雷达可以有效地探测土壤层位结构.     

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。     

一种基于神经网络算法的宽带溶液介电常数测量

以共面波导结构和人工神经网络为基础实现了一种宽带溶液介电常数测量.由于共面波导在自由空间中辐射小、结构灵敏等优点,本文通过时域有限差分法算法在1~3GHz下优化设计了一种双端口的U型共面波导传输线作为测量装置.人工神经网络反演算法使用的散射参数全部来自于乙醇-水溶液的实验数据,有效的避免了传统方法中仿真数据与实测数据带来的误差.为验证该神经网络预测的准确性,本文在常温20℃下分别测量了4组不同浓度的甲醇-水溶液和甲醇-乙醇混合溶液在带宽内的传输系数并进行介电常数的神经网络反演.反演结果与Cole-Cole方程下的理论值相比较有较好的一致性,介电常数实部和虚部的相对误差平均为3.6%、3.51%.     

基于ESPRIT算法的阵列天线定向钻孔雷达数据处理方法

定向钻孔雷达是一种应用于井孔的新型探地雷达,具有识别孔周目标体方位角的能力,可实现孔周异常体的三维精细探测。四联阵列接收雷达是一种定向雷达形式,其利用四根相距较近的接收天线接收到的微弱信号差异判断入射波方位,进而推断异常体反射界面位置。本文在前人研究的基础上,提出了一种适用于四联阵列接收天线的新型数据处理方法,该方法以ESPRIT算法为基础,能够快速准确地处理分析阵列接收天线数据,判断异常体方位角,解决四联阵列接收天线应用的重点和难点问题。与已有的方位角识别算法相比,本文提出的新型数据处理方法不存在180°方位混淆的问题,并且在计算速度上具有明显的优势。基于GprMax合成数据检验了本文处理方法的可行性。     

浅谈探地雷达在铁路建筑中的应用

探地雷达是一种先进的无损检测设备,因其高精度的分辨率,快速的检测方法而迅速地在各个工程行业得到了推广。本文结合笔者使用探地雷达对铁路建筑检测的体会,简单介绍一下探地雷达的应用。     

基于BP神经网络的探地雷达图像识别技术

探地雷达作为一种常用的物探方法,在工程和科研方面都具有广泛的应用,在应用中由于地下介质的复杂性,常使得图像的反射原因较难判断,对于地下介质的典型特征也较难统计.为了更好的解译以及快速准确的分析统计出雷达反射图像中的各类特征,本文利用神经网络的高度模糊识别能力,将标准雷达图像输入到神经网络模型中,并通过一系列的改进,提高了网络性能.通过仿真试验表明,改进后的神经网络可以较为高效的对雷达图像中的典型反射特征进行识别与统计,具有很好的应用前景.     

一种双基SAR的SR-ECS成像算法

由于双基SAR的斜距历史和几何关系比单基SAR复杂得多,因而其成像难度较大．文中首先通过级数反演法计算得到了目标的二维频谱,接着通过双基参数的数值近似得到了距离空变量的解析表达式,在此基础上,提出了一种适用于平行等速双基SAR的SR-ECS（series reversion-extended chirp scaling）成像算法．理论分析和实验结果表明,该算法的适用范围广、精度高并且运算量小．     

钙钛矿类纳米晶体介电常数的计算方法

提出了钙钛矿类晶体介电常数的一种纳米尺度计算方法.基于内电场模型对洛伦兹有效电场进行了修正,利用该修正模型推导了钙钛矿类铁电材料介电常数的计算公式,并结合分子动力学方法计算公式中的基本参数,计算了分子尺度钙钛矿类晶体的介电常数.作为实例,计算了在不同温度条件下钛酸钡单晶纳米线的介电常数,并与实验结果在整个相变温度区间内进行了比较,计算结果与实验结果非常一致,验证了该方法的合理性.     

固体相对介电常数测量装置的改进

测量固体电介质介电常数时,需要用两个平行的电极夹持住电介质,这样在两个接触面上免不了会有一些间隙,因此带来一些系统误差。本文设计的改进测量装置中极板间距固定,并大于样品的厚度。通过对间隙电容的计算,消除了相对介电常数测量的系统误差。     

用谐振腔微扰法测量太阳能电池片的介电常数和介电损耗角正切

实验利用近代物理微波技术实验仪器,采用谐振腔微扰法,测量太阳能电池片放入谐振腔前后的频率,应用电磁场理论,能计算得到介电常数的虚部ε″和ε′实部,进而求出太阳能电池片的介电常数ε=ε′-iε″和介电损耗角正切tgδε。     

多粒度PPI网络描述模型及其蚁群优化的功能模块检测方法

针对蚁群算法在大规模蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络中进行功能模块检测所暴露的时间性能方面的不足,提出了一种基于多粒度描述和蚁群优化的快速求解算法。首先,从粒度计算的角度,给出了一种新的多粒度PPI网络描述模型;然后,基于该模型,设计了融合功能和结构信息的粒度划分,粗粒度的蚁群寻优,解的还原与优化3个阶段的求解过程。在大规模PPI网络上的实验表明:算法在保证检测质量的同时,能显著降低利用蚁群算法进行功能模块检测的求解时间,而且与近年来的一些经典算法相比在检测精度上也具有一定的优势。     

基桩质量定量分析的频响函数法

实测桩顶响应信号是振源与系统频响函数的时域卷积 .本文利用时谱技术 ,从桩顶反射信号的功率谱中分解得到频响函数的模函数 |H(f) |,导出了 |H(f) |函数与反射系数r的关系 ,提出了利用 |H(f) |函数定量识别基桩质量的方法 .为了证明本文方法的有效性 ,给出了 3根桩的识别实例 .     

半刚性桩复合地基沉降的复合模量当层解法

文章详细阐述了利用复合模量当层解法求解半刚性桩复合地基沉降的过程,给出了文中涉及概念的准确定义,采用复合模量当层解法,通过实例将计算所得的沉降值与其他解法所得的沉降值进行对比;结果证明,计算方法与实测沉降值更加接近。     

非接触电能传输系统恒流控制策略

针对负载切换时造成初级回路的导轨电流变化问题,提出了利用智能分段控制算法来调节控制脉冲中的移相角,分析了非接触电能传输系统主电路的电流恒定性问题,最终保证原边导轨电流的恒定,使得系统能在额定条件下正常工作,并对运用分段控制算法的主电路采用了MAT-LAB的Simulink进行了仿真,通过仿真图可得在负载切换前后电流的恒定时间仅在2 ms之内,结果表明采用分段控制算法的仿真结果与理论分析相符合。     

桩基动力学模型参数反演识别方法

针对桩基模型参数存在不确定性的问题,提出一种桩基模型参数反演识别方法.以测点和敲击点作为噪声因素,综合考虑模型中不同测点和敲击工况下加速度响应对反演结果的影响,利用多信息融合方法将多个评分值融合成唯一的参数反演识别目标响应值.研究结果表明:利用本研究方法得到的反演曲线与仿真曲线拟合良好.本研究为桩基模型参数反演识别提供...     

刚性承台群桩沉降简化计算方法

基于考虑桩土滑移和桩顶整体刚度动态调整的群桩计算方法,分析平均端阻比与荷载水平、桩土刚度比、桩长、桩径、桩距、桩数以及桩侧、桩端荷载传递函数等因素影响规律,用统计方法拟合端阻比与上述参数的近似表达式。参考等代实体基础计算模式,提出考虑了桩身压缩量和桩端刺入变形的群桩沉降简化计算模式,该方法考虑了沉降与荷载非线性关系。最后,通过离心模型试验验证实用简化计算方法的准确性。研究结果表明：采用简化计算方法所得结果与精确计算方法所得结果以及试验结果均吻合;桩身压缩量和桩端刺入变形不能忽略。     

不均匀介质的平均介电常数及其应用

研究了不均匀介质情况下,非平行板电容器的电场强度和能量问题。研究表明,在平行电场方向不均匀时,可以用介电常数的加权调和平均值来简化电场能量和电容量的计算;在垂直电场方向不均匀时,可以用介电常数的加权平均值来简化计算。