基于探地雷達(dá)的磚石類結(jié)構(gòu)灌漿修復(fù)質(zhì)量研究.pdf

1、中圖分類號：UDC：工程碩士學(xué)位論文基于探地雷達(dá)的磚石類結(jié)構(gòu)灌漿修復(fù)質(zhì)量研究碩士研究生：付世虎導(dǎo)師：凌代儉王儀專業(yè)：建筑與土木工程二0一三年十一月付世虎：基于探地雷達(dá)的磚石類結(jié)構(gòu)灌漿修復(fù)質(zhì)量研究摘要古塔是我國文化瑰寶，具有極高的文物保護(hù)和研究價(jià)值。而磚石類古塔在自然災(zāi)害中常見病害有基礎(chǔ)沉降，塔身傾斜，墻體破裂等，對古塔安全構(gòu)成了威脅。識別古塔內(nèi)部損傷、破壞特征，評價(jià)古塔內(nèi)灌漿加固修復(fù)質(zhì)量，需要一種高效、無損的探測技術(shù)。探地雷達(dá)(GPR)

2、利用高頻電磁波發(fā)射與接收技術(shù)，能夠?qū)Υu石類結(jié)構(gòu)表面實(shí)施快速地連續(xù)掃描，獲得直觀形象的雷達(dá)圖像，在文物修繕保護(hù)中作用顯著。本文以磚石古塔墻體破壞形態(tài)與灌漿修復(fù)加固為研究對象，應(yīng)用探地雷達(dá)實(shí)地檢測四川奎光塔的破損情況，在數(shù)值理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行編程正演模擬，結(jié)合制作的物理試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，進(jìn)行了以下工作。(1)介紹了探地雷達(dá)工作原理和參數(shù)設(shè)置的相關(guān)要求，總結(jié)了現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，探討了實(shí)測應(yīng)用的可行方案，解釋了雷達(dá)圖譜特征。(2)根據(jù)時(shí)域有限差分法(

3、FDTD)的基本思想和電磁波空間傳播的麥克斯韋(Maxwell)方程基本理論，編制了以1M波為代表，在Mur二階近似邊界條件下的二維模擬程序，建立了無縫、鋸齒形、豎向和斜向、“X”形4組裂縫數(shù)值模型，經(jīng)過計(jì)算得到了雷達(dá)Wiggle圖譜，研究了圖譜回波特征。(3)采用有限元軟件(ANSYS)在PML邊界條件下進(jìn)行了試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿?shù)值分析，定性地分析出目標(biāo)物的具體位置，并與FDTD法作了相應(yīng)對比研究。(4)分析古塔墻身破裂形態(tài)的基礎(chǔ)上，合理地制作

4、了3組裂縫灌漿的物理試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，采?00MHz的雷達(dá)天線分別對模型多個(gè)面進(jìn)行了灌漿前、O天、7天、14天、21天、28天共6次探測，獲得9組試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿?shù)據(jù)，篩選數(shù)據(jù)后得到裂縫灌漿前后雷達(dá)圖的區(qū)別。(5)參考古塔原始資料，應(yīng)用探地雷達(dá)檢測塔身墻體灌漿修復(fù)狀況，通過雷達(dá)圖譜分析，獲得了目標(biāo)物的各自圖譜特征，以此為依據(jù)對塔體灌漿質(zhì)量進(jìn)行了評價(jià)。研究結(jié)果表明：使用FDTD法編制的數(shù)值模擬程序?qū)υ囼?yàn)?zāi)Ｐ驼菽M行之有效，有限元法檢測目標(biāo)物位置準(zhǔn)確：