基于探地雷达的刚性路面板下脱空系统识别方法

摘要

脱空是水泥混凝土路面的常见病害，若不及时对其进行修复，会对路面的结构安全造成严重影响，危及通行质量和安全。准确的脱空识别是对其进行针对性维修的前提和基础。利用探地雷达(GPR)对刚性路面板下脱空进行探测是近年来探地雷达应用技术的研究热点之一。但由于理论模型及信号分析方面的困难，目前对脱空的识别还停留在探索阶段。本文针对以上现状，研究基于探地雷达的刚性路面板下脱空厚度反演方法，以期对脱空定量识别进行尝试性研究。本文主要研究内容和结论如下：
　　 (1)基于雷达电磁波基本理论，分别建立了雷达电磁波在气充脱空和水充脱空路面结构中的传播模型，并依据该模型模拟合成了气充和水充脱空路面结构中的雷达波反射信号，为进一步开展刚性路面板下脱空参数的反演提供了严谨的理论模型；
　　 (2)基于系统识别与灵敏度分析原理，在上述正演模型的基础上，建立了刚性路面板下脱空厚度反演的系统识别方法，并编制了相应的程序，实现了模型参数调整过程的高效自动化；
　　 (3)针对矩形、十字形和圆形三种特殊脱空工况，分别对其气充和水充脱空厚度进行了反演。考评结果显示，该反演方法对判定刚性路面板下脱空的厚度是可行性的。
　　 本文对基于探地雷达的刚性路面板下脱空厚度的定量判断进行了可行性研究，这为进一步研究工程实际中一般形状脱空的定量识别提供了理论依据。

目录

文摘

英文文摘

1.绪论

1.1 工程背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 探地雷达技术应用发展概况

1.2.2 刚性路面板下脱空检测方法概述

1.2.3 探地雷达检测刚性路面板下脱空现状及难点

1.3 本文主要研究内容

2.探地雷达识别刚性路面脱空的基本理论

2.1 探地雷达组成及工作原理

2.2 探地雷达电磁波基本理论

2.2.1 路面结构层材料的介电特性

2.2.2 雷达电磁波在路面结构中传播特点

2.3 探地雷达识别刚性路面脱空的基本原理

2.4 本章小结

3.探地雷达电磁波在脱空刚性路面结构层中的传播模型

3.1 引言

3.2 探地雷达电磁波在路面结构中的传播模型

3.2.1 建立正演模型的原理

3.2.2 建立正演模型的步骤和程序框图

3.3 探地雷达电磁波在脱空刚性路面中的传播模型

3.3.1 气充脱空刚性路面探地雷达电磁波传播模型

3.3.2 水充脱空刚性路面探地雷达电磁波传播模型

3.3.3 刚性路面板下有无脱空雷达反射信号的对比

3.4 本章小结

4.刚性路面板下脱空厚度反演的系统识别方法

4.1 引言

4.2 路面结构层材料介电特性反演

4.2.1 系统识别基本理论

4.2.2 路面结构介电特性反演

4.3 刚性路面板下脱空厚度反演分析及程序设计

4.3.1 脱空厚度反演分析及程序设计

4.3.2 程序理论验证

4.4 刚性路面板下气充脱空厚度反演

4.4.1 气充脱空厚度反演

4.4.2 不同形状气充脱空厚度反演

4.5 刚性路面板下水充脱空厚度反演

4.5.1 水充脱空厚度反演

4.5.2 不同形状水充脱空厚度反演

4.6 本章小结

5.结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

个人简历

攻读硕士期间发表的论文

参与科研及工程项目

获奖情况