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

1、隧道前方地質(zhì)情況的預(yù)報是國內(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、操作方便、低成本和高分辨率成像等特點，關(guān)于探地雷達的研究一直是學(xué)術(shù)界和工程界的熱點之一。 本文根據(jù)雷達探測理論，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應(yīng)用于公路隧道不良地質(zhì)超前預(yù)報的可行性； 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方程、偶極子天線的電磁場、電磁波的時間場與空間場等，研究了雷達波在非均勻介質(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波在不同巖層中的傳播與衰減規(guī)律； 針對隧道內(nèi)探測環(huán)境的特點，對雷達探測的數(shù)據(jù)采集和顯示模式進行分析，并給出波形修正、時變增益、噪聲抑制處理、直達去除等數(shù)據(jù)處理的原理和方法； 開發(fā)了SIR-20型號探地雷達的數(shù)據(jù)讀取接口，并針對隧

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