探地雷達(dá)系統(tǒng)優(yōu)化及在隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用研究.pdf

1、隧道前方地質(zhì)情況的預(yù)報(bào)是國內(nèi)外工程地質(zhì)和隧道工程界關(guān)注而又沒有得到很好解決的難題，而探地雷達(dá)是近幾十年發(fā)展起來的一種無損探測技術(shù)，與其它常規(guī)的探測方法相比，具有高效、快速、連續(xù)、無損、抗干擾能力強(qiáng)、操作方便、低成本和高分辨率成像等特點(diǎn)，關(guān)于探地雷達(dá)的研究一直是學(xué)術(shù)界和工程界的熱點(diǎn)之一。 本文根據(jù)雷達(dá)探測理論，從探測能力、參數(shù)設(shè)置、剖面解釋技術(shù)等方面分析了探地雷達(dá)應(yīng)用于公路隧道不良地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的可行性； 基于電磁波在介質(zhì)中

2、的傳播理論，建立了電磁波的波動(dòng)方程、偶極子天線的電磁場、電磁波的時(shí)間場與空間場等，研究了雷達(dá)波在非均勻介質(zhì)中傳播的反射、折射、透射與散射繞射等基本規(guī)律，總結(jié)了高頻電磁場下巖土介質(zhì)的電磁特性以及雷達(dá)波在不同巖層中的傳播與衰減規(guī)律； 針對(duì)隧道內(nèi)探測環(huán)境的特點(diǎn)，對(duì)雷達(dá)探測的數(shù)據(jù)采集和顯示模式進(jìn)行分析，并給出波形修正、時(shí)變?cè)鲆?、噪聲抑制處理、直達(dá)去除等數(shù)據(jù)處理的原理和方法； 開發(fā)了SIR-20型號(hào)探地雷達(dá)的數(shù)據(jù)讀取接口，并針對(duì)隧

3、道內(nèi)周圍環(huán)境對(duì)雷達(dá)信號(hào)的特殊干擾，把小波分解去噪和K-L變換成功地應(yīng)用到探地雷達(dá)信號(hào)的后處理； 基于探地雷達(dá)電磁波在介質(zhì)傳播中波動(dòng)性質(zhì)，從成像的原理和算法上進(jìn)行分析，建立了克?；舴蚍e分法、有限差分法和頻率波數(shù)域法的實(shí)時(shí)雷達(dá)剖面成像技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)應(yīng)用。 論文結(jié)合山西大運(yùn)公路介休至霍州段改建工程第三合同段靈石隧道，應(yīng)用探地雷達(dá)對(duì)該隧道施工過程進(jìn)行全線跟蹤檢測。 結(jié)果表明：探地雷達(dá)技術(shù)能夠適應(yīng)多變的地質(zhì)條件，對(duì)于預(yù)