地质雷达在隧道超前预报与质量检测中的应用研究

摘要

为适应国民经济建设的飞速发展,隧道工程不断兴建,它以其自身缩短里程、保护环境、改善线形、改善公路通车条件等优点在现代高速公路中得到广泛应用。然而由于地下地质条件极其复杂,再加上隧道本身为建筑在地下的隐蔽工程,诸多潜在的、无法预知的地质因素影响,致使日后我们对隐蔽工程的质量检测将存在一定的困难性。隧道的各种病害问题已经成为影响隧道施工及正常运营的相当严峻而亟待解决的问题,因此我们需要研究一种合理的探测方法,地质雷达法就作为一种高效、先进的新无损检测方法,它具有操作方便、精确度高、图像直观等优点,在隧道超前地质预报和衬砌检测得到了广泛的应用。
　　首先,地质雷达的应用原理是建立在电磁理论基础上的,为此我们必须掌握电磁波的传播规律,了解地质雷达的工作原理,本文即从电磁波的波动原理和麦克斯韦方程入手,对雷达脉冲波在岩土介质中的传播规律与衰减规律进行分析,探讨岩土介质的介电特性,对地质雷达探测的可行性至关重要。然后通过对洛三灵隧道进行超前地质预报和衬砌质量检测的具体实践,为地质雷达技术的应用积累了丰富经验,以作为类似工程参考。
　　(1)详细介绍了地质雷达使用时的工作方法,为运用于不同目的的各类参数设置提供依据。总结探测后对地质雷达图像的数据处理技术和图像处理技术,以及常用的图像解释方法,从而使图像更加清晰、直观,提高探测效果。
　　(2)总结了在隧道超前地质预报中应注意的事项,对工程中常见的溶洞、软弱夹层、富水带、裂隙密集带、断层破碎带等不良地质体进行介绍,并分析它们在雷达剖面图上的波形特征,以张茅隧道为例说明了地质雷达法的具体应用。
　　(3)总结了在隧道衬砌检测主要内容,对工程中常出现的混凝土背后空洞、衬砌厚度不足、钢拱架数量不足等质量缺陷的进行介绍,并分析它们在雷达剖面图上波形特征,以青石岭隧道说明地质雷达法的具体应用。
　　地质雷达探测技术已得到充分重视,其应用领域也将越来越广泛,然而地质雷达的应用还存在着很多有待解决的实际问题,如何排除环境对地质雷达检测效果的干扰,如何使检测数据更加精准、可靠,如何提高对雷达图像的处理及解释技术等等问题都值得我们进行更深层的研究。

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第一章 绪论

1.1进行隧道工程超前地质预报的目的及意义

1.2进行隧道工程衬砌质量检测的目的及意义

1.3国内外地质雷达技术的发展

1.4本文的主要研究内容和方法

第二章 地质雷达相关理论

2.1电磁波基本理论

2.2介质介电特性基本理论

2.3本章小结

第三章 地质雷达工作原理及数据解释

3.1 地质雷达的系统组成

3.2 地质雷达的工作原理

3.3 地质雷达的技术参数

3.4 地质雷达的测量参数

3.5地质雷达数据处理技术

3.6地质雷达图像的解释

3.7地质雷达正演模拟

3.8本章小结

第四章 地质雷达在隧道超前地质预报中的应用

4.1隧道超前地质预报的常用方法

4.2 超前地质预报中常见不良地质体

4.3 工程实际应用

4.4本章小结

第五章 地质雷达在隧道质量检测中的应用

5.1隧道质量检测的常用方法

5.2隧道工程常见质量缺陷

5.3 工程实际应用

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1主要研究结论

6.2展望

参考文献

申请学位期间的研究成果及发表的学术论文

致谢