隧道衬砌病害地质雷达探测正演模拟与应用

国内大多数隧道都存在着不同程度的病害,其中诸如衬砌开裂、不密实、含有空洞和渗漏水等衬砌病害是隧道最常见的病害类型,严重影响行车安全。地质雷达（GPR）可以用来对隧道衬砌病害进行快速无损探测,但对于衬砌病害的解译十分依赖于探测人员的经验,很容易造成误判和漏判。因此,对隧道衬砌病害进行分类,并针对典型衬砌病害类型进行建模,利用时域有限差分（FDTD）法对衬砌病害模型进行地质雷达探测正演模拟,针对衬砌渗漏水和存在钢筋干扰等特殊情况,通过频谱分析对病害进行了定量识别,总结出典型衬砌病害的地质雷达探测解释准则,最后结合工程实例对衬砌病害进行了推断和解译。结果验证了衬砌病害地质雷达探测正演模拟和解释准则的可靠性。     

高铁隧道GPR技术研究与应用

应用基于时间域有限差分法模拟软件GPRMax2D,对高铁隧道衬砌典型的不良情况,如厚度不足、空洞和钢筋布置不合理等进行了正演模拟,得到了隧道衬砌典型不良情况的正演模拟雷达图像。结合某高铁隧道工程实际检测得到的雷达图像,对两者图像作了对比分析,总结得到了隧道衬砌不良情况雷达图像的特征规律,完善了探地雷达图像资料特征解释库,提高了识别高铁隧道衬砌典型不良情况雷达图像的可信度,为高速铁路隧道的无损检测提供了有效的依据。     

基于GPRMAX的隧道超前地质预报正演模拟与实测数据分析

以电磁波的传播理论为依据,总结了基于GPRMAX2D的地质雷达正演模拟生成的二维剖面图的一般规律,探讨了隧道掘进过程中遇到的典型不良地质体的雷达图像特征,依据正演模拟结果对实测地质雷达数据进行了相应地解译,并用开挖实例验证了解译成果的准确性。     

基于FDTD的隧道衬砌质量雷达检测正演模拟及其应用分析

针对隧道衬砌可能出现的不同的地质病害,根据其介质电性特征,构建相应的地球物理模型,基于时域有限差分(FDTD)算法和完全匹配层(PML)的吸收边界条件,利用GprMax软件结合Matlab编程作探地雷达正演模拟。研究结果表明,不同密度的钢筋和钢拱架模型,在不同中心频率的天线的正演结果中,受到探地雷达分辨率地影响,反射信号同相轴的强弱和形态有所不同,不同的形状的脱空模型其相位、振幅、波形特征都各不相同。结合工程实例,雷达正演模拟与实测剖面结果的主要异常波形信号及钻孔揭示情况基本相符,说明探地雷达能有效地检测衬砌病害的类型、位置、构造走向等空间分布特征,验证了该正演方法的可行性,有助于更好地指导物探工作者对衬砌质量进行更精确地解释,准确发现衬砌的地质病害,确保隧道运营安全。     

探地雷达隧道衬砌病害检测正演模拟及应用

随着经济地发展,基础设施也得到了快速地发展,而隧道衬砌病害检测也受到越来越多的重视,探地雷达作为一种无损检测方法,在隧道衬砌检测中的应用十分广泛,且效率高、效果好。这里依据探地雷达的基本原理,基于时域有限差分正演模拟了隧道衬砌中含不同异常体的雷达图像特征。根据正演计算了空洞的尺寸,与理论模型对比验证了其准确性,并与实际检测图像作对比分析了隧道中病害的图像特征,为隧道衬砌病害识别提供借鉴。     

隧道衬砌空洞探地雷达图谱正演模拟研究

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,实时获得雷达图谱。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,隧道衬砌空洞探地雷达图谱的辨识还存在一定的问题。据此,通过不同环境的试验得到空洞雷达图谱特征,并利用二维时域有限差分法对衬砌空洞雷达图谱进行正演模拟。采用VC++语言编写探地雷达正演模拟程序,对隧道衬砌检测中常见的几种空洞模型进行正演模拟,得出模拟波形和图谱,并与实测隧道衬砌空洞的探地雷达波形和图谱进行对比。结果表明,模拟图谱与实测结果相似,具有较明显的空洞特征。良好的结果也验证了二维时域有限差分法（2D-FDTD）正演模拟的可行性。     

雷达无损检测技术在南昆铁路隧道检测中的应用

文章简要介绍了应用地质雷达检测隧道衬砌质量的基本原理、方法，对一些典型的隧道衬砌检测的地质雷达图像作出了解释，这些图象直观反映出隧道衬砌厚度、空洞及破碎带的分布特征等，在隧道检测中发挥了重要作用。     

隧道不良地质现象的探地雷达正演模拟与超前探测

探地雷达是一种分辨率比较高的工程地球物理方法,对掌子面前方的溶洞、富水带、断层破碎带和裂隙带等不良地质现象有明显的异常反应。文中介绍了探地雷达在隧道超前预报中探测的原理、测线布置和数据采集方式,分析不良地质现象与围岩之间的结构和介电差异特征,设计合理的正演模型进行正演模拟,分析正演模拟图像的波形、频率、振幅、相位等特征,理论上总结了不良地质现象在雷达图像上的信号特征,并通过对实测典型雷达图像的解释,对不良地质现象的雷达反射波的频谱特征做进一步研究,可以为探地雷达在隧道超前预报中的解译提供参考。     

探地雷达在公路隧道衬砌检测中的应用

分析总结了隧道衬砌存在的常见问题及缺陷在雷达图像中的显现特征,并将探测结果与实际地质概况进行对比分析。结果表明,探地雷达能够对隧道衬砌实施连续扫描,获得形象直观的探测图像,利用探地雷达检测公路隧道衬砌,具有无损、快速、广泛、精确等优点。      

地质雷达在隧道检测中的应用

隧道施工完成后用常规方法很难对衬砌质量做出系统评价，地质雷达利用超高频脉冲电磁波探测目标介质的介电常数，很容易掌握砼衬砌结构的厚度、衬砌周围回填及空隙情况，围岩断层裂隙构造情况等，为工程技术评价提供依据。文章以实例，介绍了利用地质雷达对隧道进行检测所使用的仪器、工作参数及地质雷达资料处理解释步骤，并通过对几幅典型雷达图像进行分析介绍了不同异常结构在雷达剖面上的反映。     

地质雷达方法检测隧道衬砌质量研究

在铁路、公路和电站等项目的建设中,隧道隐蔽工程所占比例较大。为了严格控制隧道的施工质量,检测方法由传统的破检向无损检测转变,并对无损检测的精度要求也越来越高。由于探地雷达技术具有高效率、高分辨率和异常图像直观等突出优点,因此,该方法广泛应用于隧道隐蔽工程的质量检测中。这里从地质雷达方法原理出发,从理论上研究了电磁波在隧道衬砌内的传播规律、反射能力和基本雷达图像特征,并结合工程实例,总结了正确判识各类雷达异常的经验,提出了常用的反演计算方法。     

S变换在地质雷达隧道衬砌检测数据处理中的应用研究

通过将S变换应用于地质雷达探测隧道衬砌的数据处理中,解决了由于衬砌表层密集钢筋网的影响导致雷达数据剖面受干扰严重、深部信号弱、病害异常难以识别的问题。进行了地质雷达二维有限差分数值模拟,研究了浅部密集钢筋网对深部钢拱架和脱空区造成的影响情况,并对原始剖面进行偏移成像压制了绕射波和多次波,提高了钢筋网下方弱反射信号的成像效果;最后通过对模拟数据和实际资料的S变换时频分析,准确清晰地识别出了深部钢筋和脱空区的特征。通过利用S变换时频处理方法,为受干扰严重的隧道衬砌检测数据的处理提供了一种方案。     

钻孔雷达探测地下不良地质体的正演模拟及其复信号分析

在工程建设中经常会遇到诸如溶洞、裂隙带和断层破碎带等不良地质体,如果不能提前探明地下是否存在不良地质体及其含水情况,将会埋下严重的安全隐患。钻孔雷达是一种十分有效的探测方法,但迄今,尚未见有针对典型不良地质体进行正演模拟并进行复信号分析的工作。结合复信号分析技术,利用振幅、相位和频率等瞬时信息对钻孔雷达探测结果进行综合分析,能够提高解译的精度和准确性。针对溶洞、裂隙和断层等典型不良地质体无水和含水的情况分别建立了数值模型,利用地质雷达正演软件GprMax对数值模型进行了正演模拟,并使用复信号分析技术对正演结果进行了分析,获取了典型不良地质体的响应特征,且当不良地质体含水时,反射信号振幅增强、相位反转、频率降低。结合工程实例对钻孔雷达探测数据进行了复信号分析,正演模拟和工程实例都表明,利用复信号分析技术,可以更加方便地对地质异常体的形态分布及其含水情况进行分析,提高了钻孔雷达解译的精度和准确性。     

探地雷达在铁路隧道检测中的应用

基于铁路隧道衬砌质量检测项目,结合探地雷达检测过程中发现的一些问题,列举了不同地质情况下,隧道衬砌检测、衬砌背后回填密实程度检测、钢筋检测、钢架检测的典型雷达图像特征。     

地质雷达技术在隧道健康诊断中的应用

为了诊断运营中隧道病害的程度,需要对隧道衬砌作出系统评价.本文结合工程实际,阐述了采用地质雷达对隧道衬砌进行检测的原理及方法,采取提高检测效果的方法和技术措施,并通过典型雷达图像分析了衬砌结构完整性和衬砌厚度识别判定特征,取得了较好的检测效果,为隧道整体健康诊断提供依据.     

隧道衬砌质量地质雷达检测研究

采用地质雷达检测的方法可以对隧道衬砌混凝土的厚度,密实性,脱空,钢格栅数量等进行快速检测,这种检测方法不仅克服了目测不准确及打孔抽查检测不全面的缺点,而且以其高分辨率,高准确性,探测快速及无损检测的优,点,在隧道衬砌质量检测中取得了非常明显的效果,并得到了广泛的应用。地质雷达在隧道检测中所暴露的技术问题也亟待解决。本文介绍了地质雷达在隧道衬砌质量检测中的实际应用,研究了在不同的隧道衬砌设计条件下的雷达探测方式,雷达天线频率的选择、参数选择和检测成果。     

探地雷达检测隧道衬砌厚度的研究

在铁路、公路和水电站等项目的建设中,隧道、地下洞室工程通常是最为重要的工程.探地雷达作为一种快速、高效、高分辨率的无损探测技术,已在隧道衬砌厚度检测中得到推广和应用.这里介绍了探地雷达检测方法的工作原理,应用于隧道衬砌厚度检测时的测线布置,以及反射信号的形成过程,并讨论了应该如何结合地质、设计、施工资料对隧道衬砌结构层位进行划分.     

地质雷达技术在某铁路隧道质量检测中的应用

地质雷达作为一种数据质量好、抗干扰性强和准确高效的先进技术在铁路隧道质量检测中得到了广泛的应用。以福建省某铁路隧道工程质量检测实例,介绍地质雷达的探测原理,阐述地质雷达技术在隧道衬砌、仰拱等部件质量检测中的应用。     

盾构隧道衬砌探地雷达检测的数值模拟分析

针对隧道衬砌存在的典型质量缺陷,建立起隧道衬砌常见缺陷类型的介质速度模型;采用适于有耗介质及使用PML吸收边界条件的时域有限差分法,模拟不同频率的电磁波在隧道介质模型中传播,并充分考虑钢筋分布对数值模拟结果的影响.数值模拟结果对数据采集及资料处理解释具有一定的指导作用.     

煤火区浅部松散煤体及采空区的探地雷达响应特征

探地雷达对浅层勘探具有较高分辨率,为煤田火区浅部松散煤体或采空区等典型火源地质结构探测提供了重要手段。然而如何识别各种火源地质结构体,确定火区重点范围还存在一定的理论不足。基于电磁波理论,采用时域有限差分法正演模拟了火区典型地质体地电模型雷达响应,其特征表现为：松散跨塌煤体对应雷达响应绕射波严重,其内部波形紊乱;空洞区顶界面回波能量强,较为连续,其内部无绕射。正演模拟和现场测试研究表明：探地雷达对识别浅埋火区煤层松散跨落程度,圈定火烧重点区域,减少灭火成本和火区开采安全事故具有重要的现实意义。