車載GPR與高頻面波對隧道襯砌檢測的試驗研究.pdf

1、我國是隧道與地下工程最多且地質(zhì)環(huán)境最為復(fù)雜、建設(shè)發(fā)展速度最快的國家。在隧道建設(shè)突飛猛進(jìn)的大背景下，質(zhì)量問題不容忽視。由于隧道襯砌在建設(shè)完成后是整體閉合的，如果針對隧道襯砌檢測依舊借鑒常規(guī)的檢測方法勢必會對襯砌產(chǎn)生一定破壞，而且工作效率低下，同時經(jīng)濟(jì)成本較高，因此無損檢測成為了很好的選擇。目前現(xiàn)有的無損檢測方法有探地雷達(dá)檢測、面波檢測以及紅外線熱成像等方法，其中車載探地雷達(dá)以快速、連續(xù)等優(yōu)點逐漸廣泛應(yīng)用到隧道病害普查領(lǐng)域。高頻面波以便捷、

2、高分辨率、不受鐵磁屏蔽等優(yōu)點，可進(jìn)行隧道病害和質(zhì)量詳查以及力學(xué)特性評估，在鐵路運營線上，可減少鉆孔或替代鉆孔。目前，兩種技術(shù)在隧道檢測與評估領(lǐng)域的運用均處于初級階段，特別是對襯砌背后空洞的識別、襯砌厚度的精準(zhǔn)拾取還尚有不足。為進(jìn)一步完善車載探地雷達(dá)檢測隧道襯砌的圖像解釋理論和方法，本文主要從以下幾方面開展分析研究:
　　1)由于目前大部分探地雷達(dá)檢測，天線須與襯砌表面緊貼，所以關(guān)于探地雷達(dá)檢測隧道的數(shù)值模擬都是基于地面耦合天線。而

3、車載探地雷達(dá)采用空氣耦合天線進(jìn)行檢測，天線與襯砌表面之間有一定的距離，因此本文基于空氣耦合天線進(jìn)行車載探地雷達(dá)檢測隧道的數(shù)值模擬。根據(jù)時域有限差分法，應(yīng)用GprMax軟件，對車載檢測條件下，襯砌背后不同大小、不同填充物的空洞模型進(jìn)行數(shù)值模擬，
　　結(jié)果表明:
　　(1)在天線高度1m、襯砌厚度0.4m的情況下，可探測最小充氣空洞半徑為0.4m;可探測最小充水空洞半徑為0.15m。
　　(2)在不同天線高度的數(shù)值模擬中，