车载探地雷达在铁路路基检测中的应用研究

摘要

车载探地雷达是将多通道高速探地雷达安装在营运的列车上对既有铁路路基进行检测,具有快速、无损、高效、结果精确的特点,为满足既有铁路路基检测的需要,开展车载雷达检测既有铁路路基病害研究具有重要的学术价值和现实意义。
　　本文在查阅大量关于铁路路基无损检测以及车载探地雷达相关资料的基础上,对车载探地雷达应用于铁路路基无损检测理论和应用技术进行了分析研究。
　　主要研究内容如下:
　　1.在分析车载探地雷达检测应用的发展现状基础上,总结了车载探地雷达在铁路路基无损检测应用中的特点、优势、存在问题及发展趋势。
　　2.基于车载探地雷达进行铁路路基无损检测的基本理论,对结构介质中电磁波的传播特性进行了分析论证。
　　3.为清晰认识各种路基病害模型的探地雷达图像特征,用数值模拟方法对层状介质、矩形介质、圆形介质、槽状模型等几种常见的地电模型进行正演计算。
　　4.研究表明,车载探地雷达对既有铁路路基病害普查主要在路基翻浆冒泥和路基下沉方面;另外,根据道床和基床的介电常数可以划分道床脏污程度和基床土的状态、计算道床厚度和基床厚度。
　　通过对铁路路基的实际检测,证实了车载探地雷达在铁路路基无损检测方面的应用是可行和有效的。

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第一章 绪 论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容

1.4 本研究主要工作

第二章 既有铁路路基病害分析研究

2.1 既有铁路路基病害分析研究

2.2 既有铁路路基病害类型及病害分级情况

2.3 本章小结

第三章 探地雷达的基本原理

3.1 探地雷达基本原理

3.2 电磁波在不同介质中的传播特性

3.3 探地雷达测试道路路面时波形变化规律

3.4 本章小结

第四章 探地雷达检测铁路路基病害的基本原理

4.1 我国铁路标准道床与基床的基本结构

4.2 道床的电磁波传播参数

4.3 路基土的电磁波传播参数

4.4 路基土的含水量与介电常数之间的关系

4.5 基床和路基各层介电常数测试方法

4.6 本章小结

第五章 探地雷达检测路基病害的数字模拟

5.1 层状介质模型的模拟

5.2 矩形目标模型的模拟

5.3 槽状模型的模拟

5.4 梯形状模型的正演模拟

5.5 圆形目标模型的模拟

5.6 本章小结

第六章 探地雷达检测路基病害的现场模拟试验

6.1 现场开挖选点

6.2 测试情况及误差分析

6.3 场地电磁波传播参数测试

6.4 本章小结

第七章 既有铁路路基病害车载探地雷达检测技术的研究

7.1 车载探地雷达技术

7.2 铁路车载探地雷达检测的范围和病害类型

7.3 既有线路基病害检测的技术设备及性能

7.4 车载探地雷达数据处理基本功能要求

7.5 探地雷达的数据处理前的准备工作

7.6 里程的校正

7.7本章小结

第八章 既有铁路路基车载探地雷达检测应用研究

8.1 使用的车载探地雷达设备

8.2 道床路基病害评价标准

8.3 探地雷达路基病害检测的实例

8.4本章小结

结论

参考文献

致谢