本文關鍵詞：隧道襯砌病害探地雷達三維模型試驗與無網(wǎng)格法正演模擬

  更多相關文章： 隧道襯砌 探地雷達 物理模型 無網(wǎng)格法 正演模擬

【摘要】：對于精度和適應性要求較高的隧道襯砌探地雷達無損檢測中,需先掌握襯砌病害的雷達剖面圖像特征,建立典型的模型曲線,因此作為反演與圖像解釋的探地雷達正演模擬技術具有實際意義。目前,探地雷達的正演模擬集中在有限元法和時域有限差分法,其網(wǎng)格劃分直接影響計算精度和計算量,且在模擬前處理過程中稍顯復雜。本文將無網(wǎng)格法引入隧道襯砌病害探地雷達的正演模擬研究中。該方法形式簡單、適應性強,擺脫了網(wǎng)格限制,前處理只需將計算場離散成節(jié)點,并用滑動最小二乘法(MSL)擬合場函數(shù)。只需正確選取基函數(shù)、權(quán)函數(shù);合理確定影響半徑和節(jié)點分布密度,即可得到精度較高的光滑連續(xù)結(jié)果。主要研究內(nèi)容和成果如下:1、進行了隧道襯砌空洞地探底雷達三維物理模型試驗研究。通過制作隧道襯砌空洞的物理模型,將雷達探測結(jié)果經(jīng)過處理生成三維圖像。從圖像分析,1600MHZ天線探測的圖像精度要高于900MHZ天線;從三維圖直觀的顯示出模型中空洞的真實情況,包括空洞的大小和形狀。本次試驗中的菱形剖面空洞,從三維圖中看出其在水平切面形狀是隨深度增加而逐漸增大的矩形。通過實驗,探究了三維探測方法及驗證了三維探測對圖像解釋有更精確、可靠的功能。2、從無網(wǎng)格法的理論基礎滑動最小二乘法出發(fā),選用了負指數(shù)型權(quán)函數(shù)和二維中的二次基函數(shù),在積分中采用高斯積分。在邊界的處理上,用罰函數(shù)處理了第一類邊界條件,又使用改進的SARMA吸收邊界條件抑制了模型邊界波的反射,并作了詳細的推導。3、采用無網(wǎng)格伽遼金法編寫了MATLAB正演程序,對隧道襯砌空洞中不同形狀空洞作了數(shù)值模擬并進行圖像處理。對圖像進行分析,菱形空洞形狀為“拋物線”形,雙矩形空洞形狀為交叉的雙“拋物線”形,為實際工程中圖像解釋提供了參考依據(jù)。將物理模型試驗的結(jié)果同MATLAB數(shù)值模擬結(jié)果比較,二維剖面形狀都為“拋物線”形,驗證了采用無網(wǎng)格法對隧道襯砌病害探地雷達正演模擬的可行性。
【關鍵詞】：隧道襯砌 探地雷達 物理模型 無網(wǎng)格法 正演模擬
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U455.91
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 前言9
• 1.2 探地雷達的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 無網(wǎng)格法的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.4 無網(wǎng)格法相對于有限元法的優(yōu)點11-12
• 1.5 本文研究的總體思路和結(jié)構(gòu)12-13
• 2 探地雷達的理論基礎13-19
• 2.1 探地雷達工作的基本原理13-14
• 2.2 電磁波傳播的基本規(guī)律14-18
• 2.2.1 Maxwell方程組14-15
• 2.2.2 波動方程15-16
• 2.2.3 電場波的特性16-18
• 2.3 本章小結(jié)18-19
• 3 隧道襯砌空洞的探地雷達三維物理模型試驗研究19-43
• 3.1 探地雷達探測試驗方法19-20
• 3.2 探地雷達設備介紹20-21
• 3.3 Radan7數(shù)據(jù)處理軟件21-22
• 3.4 探地雷達采樣方式和天線的選擇22-24
• 3.5 試驗模型的設計與制作24-25
• 3.6 測線的布置25-26
• 3.7 試驗數(shù)據(jù)處理與分析26-41
• 3.7.1 探地雷達二維數(shù)據(jù)處理與分析26-33
• 3.7.2 探地雷達三維數(shù)據(jù)分析33-41
• 3.8 本章小結(jié)41-43
• 4 無網(wǎng)格法的理論基礎43-50
• 4.1 滑動最小二乘法的基本原理43-45
• 4.2 權(quán)函數(shù)的選取45-47
• 4.3 無網(wǎng)格法的數(shù)值積分47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 5 無網(wǎng)格法探地雷達方程的求解50-58
• 5.1 罰函數(shù)法處理強加邊界的基本原理50-52
• 5.2 改進的SARMA吸收邊界52-54
• 5.3 無網(wǎng)格法求解各節(jié)點波場強度54-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 6 探地雷達無網(wǎng)格法正演模擬的研究58-67
• 6.1 無網(wǎng)格法程序的計算流程58-59
• 6.2 探地雷達無網(wǎng)格法二維空洞模型正演模擬59-66
• 6.2.1 隧道襯砌中的菱形空洞模型60-63
• 6.2.2 隧道襯砌中的雙矩形空洞模型63-66
• 6.3 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻69-72
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及科研成果72-73
• 致謝73-74

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 胡清龍;王緒本;沙椿;高樹全;閔剛;蘇永軍;;垂直磁偶極子2.5維正演模擬[J];成都理工大學學報(自然科學版);2010年03期

2 劉俊;郭成超;李嘉;;二維時域有限差分法對路面雷達的正演模擬[J];西部探礦工程;2006年07期

3 謝勇勇;廖紅建;昝月穩(wěn);;探地雷達檢測鐵路路基病害的二維正演模擬[J];浙江大學學報(工學版);2010年10期

4 劉建華，郭惠娟，董曉麗;高精度波動方程正演模擬[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;1994年04期

5 熊高君,賀振華,張毅祥,姜紹仁,閻貧,李顯貴,張琳;三維混合延拓一步法波動方程正演模擬[J];成都理工學院學報;1999年01期

6 陳德鵬;戴前偉;劉海飛;馮德山;;梯度源井地電位三維正演模擬與分析[J];中南大學學報(自然科學版);2014年01期

7 馮德山;戴前偉;何繼善;;探地雷達的正演模擬及有限差分波動方程偏移處理[J];中南大學學報(自然科學版);2006年02期

8 戴前偉;王洪華;馮德山;陳德鵬;;基于三角形剖分的復雜GPR模型有限元法正演模擬[J];中南大學學報(自然科學版);2012年07期

9 陳承申;吳娟;郝明;;AMT有限元正演模擬及在鐵路隧道的應用研究[J];鐵道勘察;2013年01期

10 趙天亮;;地震波的有限差分法正演模擬[J];地下水;2013年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 褚春雷;葉芳;高金耀;;任意非規(guī)則三角形網(wǎng)格有限差分法地震正演模擬[A];中國地球物理學會第二十屆年會論文集[C];2004年

2 戴前偉;王洪華;馮德山;;探地雷達正演模擬中的有限單元法研究[A];中國地球物理學會第二十七屆年會論文集[C];2011年

3 高林;楊勤勇;;正演模擬和信息技術在油氣儲層地震精確預測中的作用[A];中國地球物理.2003——中國地球物理學會第十九屆年會論文集[C];2003年

4 葉芳;褚春雷;高金耀;;廣義差分法及其在地震正演模擬中的應用[A];中國地球物理學會第二十屆年會論文集[C];2004年

5 呂寅寅;韓立國;;同時激發(fā)震源正演模擬研究[A];中國地球物理學會第二十七屆年會論文集[C];2011年

6 曲英銘;李振春;黃建平;李慶洋;;基于時空雙變的映射法彈性波正演模擬方法[A];中國地球物理2013——第二十二專題論文集[C];2013年

7 張盼;韓立國;;起伏地表地震干涉正演模擬技術[A];中國地球物理2013——第十四專題論文集[C];2013年

8 劉韜;楊金華;胡天躍;;地震正演模擬的有限元有限差分法[A];中國地球物理學會第22屆年會論文集[C];2006年

9 張兵;方伍寶;;低速帶的正演模擬研究[A];中國地球物理學會第二十四屆年會論文集[C];2008年

10 唐跟陽;楊金華;胡天躍;;任意差分精細積分地震波正演模擬研究[A];中國地球物理學會第22屆年會論文集[C];2006年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 陳雪;粘彈TI介質(zhì)單程波正演模擬與反Q偏移研究[D];吉林大學;2016年

2 強建科;起伏地形三維電阻率正演模擬與反演成像研究[D];中國地質(zhì)大學;2006年

3 黃俊革;三維電阻率/極化率有限元正演模擬與反演成像[D];中南大學;2003年

4 張克;基于地震正演模擬和SVM的煤與瓦斯突出危險區(qū)預測研究[D];中國礦業(yè)大學;2011年

5 王者江;基于BISQ機制的三維雙相正交介質(zhì)正演模擬及傳播特性研究[D];吉林大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 尹光輝;基于GprMax的道路空洞探地雷達圖像正演模擬[D];長安大學;2015年

2 吳成;溶洞型儲層正演模擬與采集處理參數(shù)優(yōu)選[D];中國石油大學(華東);2014年

3 劉照侖;基于隱式有限差分格式的頻率空間域地震正演模擬[D];中國海洋大學;2015年

4 尤志鑫;探地雷達地下淺層砂體和管道探測技術研究[D];吉林大學;2016年

5 黃樂藝;城市地下供水管線滲漏探地雷達正演模擬與解釋方法應用研究[D];北京交通大學;2016年

6 朱云峰;淺層地震波AVO正演模擬及應用研究[D];湖南科技大學;2016年

7 王文化;含流體復雜儲層正演模擬方法研究[D];成都理工大學;2016年

8 姜寧寧;基于波動方程正演模擬的龍門山前陸沖斷帶構(gòu)造解釋研究[D];成都理工大學;2016年

9 王振;探地雷達在采煤工作面上保護層檢測中的應用[D];西安科技大學;2016年

10 余聰;隧道襯砌病害探地雷達三維模型試驗與無網(wǎng)格法正演模擬[D];西華大學;2016年

，

本文編號：1083013