公路隧道质量缺陷非接触式扫描系统研究
发布时间：2022-02-23 03:21
近年来我国隧道工程取得前所未有的发展,隧道工程的数量和里程不断增加。为确保交通安全通行,隧道工程的耐久性问题显得尤为重要,而结构检测是及时发现隧道结构问题,保障隧道工程安全的重要环节。在隧道工程中,隧道衬砌是重要的支护措施,衬砌-围岩的整体稳定性对隧道结构至关重要。隧道衬砌质量决定着隧道长期使用时是否稳固、安全、美观。因此,衬砌-围岩质量检测不仅是控制衬砌混凝土施工质量的主要手段,也是评价运营隧道安全的首要环节。运用地质雷达检测隧道衬砌结构是近年来广泛使用的一种先进检测手段。但当前的地质雷达检测多为人工手持雷达天线,存在检测速度慢、检测人员安全风险高等诸多问题,发展非接触式雷达探测系统可以有效解决以上问题。研究内容如下:（1）非接触式雷达探测应用于隧道工程检测领域属于目前该领域前沿研究,本文首先研究了基于非接触式探地雷达的隧道质量缺陷检测理论;（2）建立了非接触式雷达探测隧道质量缺陷正演模型,得到了目标在不同空气距离下的响应特征与规律,目标在不同电导率的介质中的响应特征与规律;（3）通过建立正演模型,得到了大量多种雷达天线频率下公路隧道典型衬砌模型雷达剖面图、公路隧道典型衬砌质量缺陷雷...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 项目研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 主要研究工作和技术路线
第二章 基于探地雷达的隧道质量缺陷检测理论
2.1 探地雷达基本原理
2.1.1 电磁场基本理论
2.1.2 岩土介质的主要电性参数
2.1.3 电磁波在岩土介质中的传播
2.2 雷达采集天线概述
2.3 地质雷达数据后处理方法
2.4 本章小结
第三章 非接触式雷达探测隧道质量缺陷正演模拟
3.1 基于FDTD的GprMax正演模拟理论
3.2 GprMax2D正演实现
3.3 目标在不同空气距离下的响应特征
3.4 目标在不同电导率的介质中的响应特征
3.5 基于非接触式雷达的典型衬砌结构响应特征
3.5.1 二衬钢筋响应特征
3.5.2 素混凝土二衬厚度响应特征
3.5.3 素混凝土二衬背后的空洞响应特征
3.6 该模拟方法相关思考
3.7 本章小结
第四章 雷达数据后处理实现
4.1 雷达数据滤波
4.2 雷达数据增益
4.3 雷达数据可视化
4.4 本章小结
第五章 非接触式扫描系统试验研究
5.1 试验平台建设
5.1.1 试验平台总体设计
5.1.2 各类模拟病害的结构措施及施工方式
5.2 模型试验研究
5.2.1 雷达天线性能试验
5.2.2 雷达天线试验平台扫描试验
5.3 实体隧道试验研究
5.4 正演模拟与实际结果对比分析
5.5 天线扫描系统固定支架设计
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要研究成果
6.2 展望
致谢
参考文献
硕士期间发表的论文及取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]超宽带引信天线时域建模与仿真[J]. 沈磊,黄忠华. 科技导报. 2015(09)
[2]我国隧道及地下工程发展现状与展望[J]. 洪开荣. 隧道建设. 2015(02)
[3]地质雷达技术在管道河流地层划分中的应用[J]. 刘加文,苏健,郭玉华. 科技资讯. 2014(36)
[4]地质雷达法检测高速铁路隧道常见质量缺陷及图像解释[J]. 高至飞,侯长兵. 铁道建筑. 2014(11)
[5]上海轨交隧道结构检测技术探析[J]. 王婷. 地下工程与隧道. 2014(01)
[6]消除探地雷达数据的子波衰减和频散的反滤波方法[J]. 张先武,高云泽,方广有. 地球物理学报. 2014(03)
[7]黄土高填方机场填土缺陷区域FDTD正演分析[J]. 吕燕,陆莉娜,马少军. 水利与建筑工程学报. 2014(01)
[8]关于无损检测技术在道路工程中的应用探析[J]. 孙叶萍,陈小芳. 城市道桥与防洪. 2013(10)
[9]运营隧道衬砌结构技术状况的评定方法研究[J]. 张素磊,张顶立,陈淮,应国刚. 北京交通大学学报. 2013(04)
[10]浅析路面雷达检测技术在路桥检测中的应用[J]. 魏心武. 黑龙江交通科技. 2013(05)
博士论文
[1]基于电阻率法与激电法的隧道含水地质构造超前探测与突水灾害实时监测研究[D]. 刘斌.山东大学 2010
[2]GPR天线和目标的电磁特性分析及数据解译方法研究[D]. 刘立业.国防科学技术大学 2005
硕士论文
[1]车载GPR检测高铁隧道的试验研究[D]. 苏国锋.西南交通大学 2017
[2]车载探地雷达回波信号增强技术的研究[D]. 张瑜.西南交通大学 2016
[3]地质雷达（ZTR12）探测地下空区的应用试验研究[D]. 薛勇.内蒙古科技大学 2015
[4]车载探地雷达天线特性分析及其成像处理研究[D]. 张金花.西南交通大学 2014
[5]隧道衬砌背后空洞对结构安全影响及防治技术研究[D]. 聂子云.中南大学 2013
[6]混凝土结构中缺陷的雷达成像技术研究[D]. 陈培.湖南大学 2012
[7]基于MATLAB的探地雷达数据处理研究及软件开发[D]. 刘康.中国地质大学（北京） 2011
[8]运营铁路隧道安全性评价和管理[D]. 李光晓.中南大学 2009
[9]基于探地雷达的水泥混凝土路面板底脱空检测技术[D]. 柴福斌.长安大学 2009
[10]公路隧道衬砌背后围岩缺陷对结构安全的影响及处治对策研究[D]. 朱春生.长安大学 2009
本文编号：3640766
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 项目研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 主要研究工作和技术路线
第二章 基于探地雷达的隧道质量缺陷检测理论
2.1 探地雷达基本原理
2.1.1 电磁场基本理论
2.1.2 岩土介质的主要电性参数
2.1.3 电磁波在岩土介质中的传播
2.2 雷达采集天线概述
2.3 地质雷达数据后处理方法
2.4 本章小结
第三章 非接触式雷达探测隧道质量缺陷正演模拟
3.1 基于FDTD的GprMax正演模拟理论
3.2 GprMax2D正演实现
3.3 目标在不同空气距离下的响应特征
3.4 目标在不同电导率的介质中的响应特征
3.5 基于非接触式雷达的典型衬砌结构响应特征
3.5.1 二衬钢筋响应特征
3.5.2 素混凝土二衬厚度响应特征
3.5.3 素混凝土二衬背后的空洞响应特征
3.6 该模拟方法相关思考
3.7 本章小结
第四章 雷达数据后处理实现
4.1 雷达数据滤波
4.2 雷达数据增益
4.3 雷达数据可视化
4.4 本章小结
第五章 非接触式扫描系统试验研究
5.1 试验平台建设
5.1.1 试验平台总体设计
5.1.2 各类模拟病害的结构措施及施工方式
5.2 模型试验研究
5.2.1 雷达天线性能试验
5.2.2 雷达天线试验平台扫描试验
5.3 实体隧道试验研究
5.4 正演模拟与实际结果对比分析
5.5 天线扫描系统固定支架设计
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要研究成果
6.2 展望
致谢
参考文献
硕士期间发表的论文及取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]超宽带引信天线时域建模与仿真[J]. 沈磊,黄忠华. 科技导报. 2015(09)
[2]我国隧道及地下工程发展现状与展望[J]. 洪开荣. 隧道建设. 2015(02)
[3]地质雷达技术在管道河流地层划分中的应用[J]. 刘加文,苏健,郭玉华. 科技资讯. 2014(36)
[4]地质雷达法检测高速铁路隧道常见质量缺陷及图像解释[J]. 高至飞,侯长兵. 铁道建筑. 2014(11)
[5]上海轨交隧道结构检测技术探析[J]. 王婷. 地下工程与隧道. 2014(01)
[6]消除探地雷达数据的子波衰减和频散的反滤波方法[J]. 张先武,高云泽,方广有. 地球物理学报. 2014(03)
[7]黄土高填方机场填土缺陷区域FDTD正演分析[J]. 吕燕,陆莉娜,马少军. 水利与建筑工程学报. 2014(01)
[8]关于无损检测技术在道路工程中的应用探析[J]. 孙叶萍,陈小芳. 城市道桥与防洪. 2013(10)
[9]运营隧道衬砌结构技术状况的评定方法研究[J]. 张素磊,张顶立,陈淮,应国刚. 北京交通大学学报. 2013(04)
[10]浅析路面雷达检测技术在路桥检测中的应用[J]. 魏心武. 黑龙江交通科技. 2013(05)
博士论文
[1]基于电阻率法与激电法的隧道含水地质构造超前探测与突水灾害实时监测研究[D]. 刘斌.山东大学 2010
[2]GPR天线和目标的电磁特性分析及数据解译方法研究[D]. 刘立业.国防科学技术大学 2005
硕士论文
[1]车载GPR检测高铁隧道的试验研究[D]. 苏国锋.西南交通大学 2017
[2]车载探地雷达回波信号增强技术的研究[D]. 张瑜.西南交通大学 2016
[3]地质雷达（ZTR12）探测地下空区的应用试验研究[D]. 薛勇.内蒙古科技大学 2015
[4]车载探地雷达天线特性分析及其成像处理研究[D]. 张金花.西南交通大学 2014
[5]隧道衬砌背后空洞对结构安全影响及防治技术研究[D]. 聂子云.中南大学 2013
[6]混凝土结构中缺陷的雷达成像技术研究[D]. 陈培.湖南大学 2012
[7]基于MATLAB的探地雷达数据处理研究及软件开发[D]. 刘康.中国地质大学（北京） 2011
[8]运营铁路隧道安全性评价和管理[D]. 李光晓.中南大学 2009
[9]基于探地雷达的水泥混凝土路面板底脱空检测技术[D]. 柴福斌.长安大学 2009
[10]公路隧道衬砌背后围岩缺陷对结构安全的影响及处治对策研究[D]. 朱春生.长安大学 2009
本文编号：3640766
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