›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (S1): 551-0558.

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

隧道衬砌空洞探地雷达三维探测模型试验研究

舒志乐1, 2,刘新荣2,朱成红2,郭子红2,李晓红2   

  1. 1.西华大学 建筑与土木工程学院 成都 610039;2.重庆大学 土木工程学院,重庆 400005
  • 收稿日期:2010-08-29 出版日期:2011-05-15 发布日期:2011-05-16
  • 作者简介:舒志乐,男,1976年生,在读博士研究生,主要从事无损检测与地下结构方面的研究工作
  • 基金资助:

    国家自然科学基金创新群体基金(No. 50621403);教育部“新世纪优秀人才支持计划”(No. NCET-05-0763)

Study of model test about 3D GPR detection of tunnel lining cavity

SHU Zhi-le1, 2, LIU Xin-rong2, ZHU Cheng-hong2, GUO Zi-hong2, LI Xiao-hong2   

  1. 1. School of Architecture and Civil Engineering, Xihua University, Chengdu 610039,China; 2. College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400005, China
  • Received:2010-08-29 Online:2011-05-15 Published:2011-05-16

摘要: 从理论上论证了探地雷达探测时模型边界对数据采集的影响,并以此为依据设计了隧道衬砌内空洞的物理模型,对模型进行了三维探测,实现了探地雷达三维探测数据的可视化;分析了方形空洞在不同显示剖面上的图谱特征,在分析CL4多小波理论的基础上,探讨了多小波预处理的必要性及对CL4多小波进行了平衡化处理,运用Matlab编程实现了CL4平衡多小波阈值滤波算法,并与传统的基于傅立叶变换基础上的滤波效果进行比较。试验和滤波对比结果表明,三维探测能确定空洞大小、形态和位置,更加全面而细致地了解空洞的准确信息,提高雷达探测图谱解释的可靠性和准确性,并可根据缺陷的分布位置及大小评估衬砌内空洞病害的危害程度。常规滤波和CL4平衡多小波滤波均可清晰地分辨出异常目标,但经多小波变换后目标特征得到了加强,同相轴更加清晰,噪声去除更彻底,信号保留更完整,图像变得更“干净”。三维探测的实现为隧道衬砌检测自动识别技术提供了可靠的理论依据和方法,对隧道质量检测工程及质量司法鉴定具有重要的意义

关键词: 衬砌空洞, 三维探测, 模型试验, CL4平衡多小波, 滤波

Abstract: It is theoretically proved that the influence of model boundary the ground penetrating radar(GPR) data acquisition; and based on the theory, designing the physical model within the empty of tunnel lining, probing the model with 3D detection, then the visualization of 3D GPR detection data is realized. We analyze the features of the square hole in the different sections, based on the analysis of CL4 multi-wavelet theory, discuss the necessity of the multi-wavelet preprocessing, and process the CL4 multi-wavelet with balance, using Matlab to realize the CL4 balanced multi-wavelet threshold filtering algorithm; and comparing with the filtering effect based on the conventional Fourier transform. The results show that the 3D detection can determine the size and shape, also including location of the hole, understand the accurate information of hole comprehensive and meticulous, improve the reliability and accuracy of the analyses on radar map, evaluating the harm of hole in lining according to the size and location of defect. The conventional and CL4 multi-wavelet filter can distinguish the unusual target exactly; the target feature has been enhanced with the multi- wavelet transfer, therefore, it results to the cleaner phase axis, more thoroughly eliminate-noise, the same to signal reservation becomes more completely; and the picture also becomes more clearly. The implementation of 3D detection test for the tunnel lining automatic identification technology not only provides a reliable theoretical basis and method, but also has great significance to tunnel detection and quality judicatory appraisal

Key words: lining cavity, 3D detection, model test, CL4 balanced multiwavelet, filtering

中图分类号: 

  • U 25
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