仰拱病害的电磁波响应特征模拟及三维成像

摘要

为提高隧道仰拱病害的电磁波三维成像效率和探测精度,提出一种基于旋转交错网格(rotated staggered grid,RSG)数值模拟及偏移成像理论的波场分析方法,建立了仰拱典型病害的RSG数值模型,模拟了电磁波在隧道仰拱及隧道底层结构中的复杂传播情况,分析了电磁波的衰减、绕射、频散等电磁响应特征及道集信号,然后基于RSG偏移成像理论,并通过局部刻画和三维切片等技术,开展了隧道仰拱病害电磁波模拟数据的RSG三维成像研究.结果表明:仰拱中钢筋与钢支撑混凝土介质的电场幅值均大于6.5×104 V/m,仰拱病害的电场幅值约为6.0×104 V/m,RSG三维成像及分析方法兼顾了电磁波横纵向分辨率,刻画出了软弱夹层介质内部的疏松情况和起伏形态,提高了电磁波对仰拱病害的成像精度.