【摘要】：隨著路基長期服役,其內(nèi)部的水溫變化會(huì)導(dǎo)致路基含水率增大,尤其是在季凍區(qū),由于凍融循環(huán)作用,路基局部含水率過大導(dǎo)致其強(qiáng)度降低,發(fā)生道面沉陷、開裂等病害,因此對(duì)路基含水率全面量測(cè)十分重要。鉆芯取樣法破壞道路結(jié)構(gòu),工作效率低下,單點(diǎn)數(shù)據(jù)無法全面反映道路橫向、縱向的含水率變化。探地雷達(dá)具有無損、簡(jiǎn)便、高效等優(yōu)勢(shì),已在道路工程用于面層厚度、內(nèi)部缺陷探測(cè),利用其探測(cè)路基土含水率的相關(guān)研究較少�，F(xiàn)有研究多基于土體介電特性,但對(duì)路基填筑的各類因素如壓實(shí)度、溫度等考慮較少。利用雷達(dá)信號(hào)提取介電常數(shù)方面,多集中于理論分析和室內(nèi)試驗(yàn),缺少現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)驗(yàn)證。同時(shí),雷達(dá)信號(hào)分析多從時(shí)域角度出發(fā),頻域分析較少。針對(duì)上述問題,從理論分析、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)開展了探地雷達(dá)量測(cè)季凍區(qū)路基土含水率的研究。首先,通過室內(nèi)試驗(yàn)建立了砂土和黏土的“含水率-介電常數(shù)關(guān)系模型”。在常溫和負(fù)溫條件下分別進(jìn)行不同含水率及不同壓實(shí)度的試件成型,測(cè)取各工況下的介電常數(shù);接下來,分析不同類型土樣試件介電常數(shù)的影響因素,擬合獲得相應(yīng)的“含水率-介電常數(shù)關(guān)系模型”。其次,通過時(shí)間域有限差分算法的理論分析,確定了評(píng)判介電常數(shù)的指標(biāo)�；谡蒈浖M了電磁波在單層、雙層和不均勻介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型中傳播,控制模型電磁參數(shù)變量,得到不同工況下的雷達(dá)時(shí)域信號(hào);分析雷達(dá)直達(dá)波振幅、反射波振幅、雙程走時(shí)、衰減等與電磁參數(shù)變化相關(guān)關(guān)系,提出雙程走時(shí)計(jì)算介電常數(shù)指標(biāo)。最后,通過室外現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),驗(yàn)證時(shí)域參數(shù)評(píng)判介電常數(shù)的指標(biāo)適用性,并提出評(píng)判介電常數(shù)的頻域指標(biāo)。開展了不同模型尺寸、不同天線中心頻率下的室外試驗(yàn),得到不同工況下的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù);利用雙程走時(shí)反算介電常數(shù),對(duì)比介電常數(shù)儀量測(cè)數(shù)據(jù),從時(shí)域角度分析不同天線中心頻率雷達(dá)的探測(cè)效果;進(jìn)一步展開雷達(dá)信號(hào)頻域分析,利用快速傅里葉變換得到雷達(dá)頻域信號(hào),提出峰值頻率和頻譜能量百分比兩項(xiàng)指標(biāo)用于含水率的直接評(píng)判。上述理論分析、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成果,為春融冬凍前夕路基土含水率探地雷達(dá)量測(cè)及數(shù)據(jù)處理提供支撐,具有較為重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U416.1
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文TT RRRT T T T T）收發(fā)天線同時(shí)移動(dòng) b）接收天線固定、發(fā)射天線移動(dòng)圖 2-3 探地雷達(dá)探測(cè)原理用探地雷達(dá)實(shí)際探測(cè)時(shí)，不論選用剖面法或是寬角法，最終得到面圖像。時(shí)間剖面圖像分為 A-scan 和 B-scan 兩種類型，其中 A數(shù)據(jù)采集，反映出不同位置處的反射回波，示意圖如圖 2-4 所示。在 xOy 平面內(nèi)沿著某一方向移動(dòng)，進(jìn)行采集并連續(xù)讀取的數(shù)據(jù)達(dá)是不間斷的傳輸信號(hào)，實(shí)際上 B-scan 數(shù)據(jù)是由多道 A-scan 數(shù)數(shù)據(jù)，示意圖如圖 2-5 所示。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文TT RRRT T T T T）收發(fā)天線同時(shí)移動(dòng) b）接收天線固定、發(fā)射天線移動(dòng)圖 2-3 探地雷達(dá)探測(cè)原理用探地雷達(dá)實(shí)際探測(cè)時(shí)，不論選用剖面法或是寬角法，最終得到面圖像。時(shí)間剖面圖像分為 A-scan 和 B-scan 兩種類型，其中 A數(shù)據(jù)采集，反映出不同位置處的反射回波，示意圖如圖 2-4 所示。在 xOy 平面內(nèi)沿著某一方向移動(dòng)，進(jìn)行采集并連續(xù)讀取的數(shù)據(jù)達(dá)是不間斷的傳輸信號(hào)，實(shí)際上 B-scan 數(shù)據(jù)是由多道 A-scan 數(shù)數(shù)據(jù)，示意圖如圖 2-5 所示。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文)(())(,,)(,,)(,,)221n-21nnttFijkFijktFijk 一網(wǎng)格，Yee 將 E 和 H 在 x、y、z 三軸方向上共六個(gè)分量放1 放置。從空間角度來看，每個(gè) E 分量均被 4 個(gè) H 分量環(huán) 分量均被 4 個(gè) E 分量環(huán)繞；從時(shí)間角度來看，Yee 將 E 分個(gè)時(shí)間步長（1/2Δt）交替計(jì)算。利用上述方法，時(shí)間、空

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ヴィセソデ;王軍;;關(guān)于刨花板制造的研究——膠粘劑的種類及最佳含水率[J];廣東林業(yè)科技;1987年01期

2 郭豐賡;茶葉靜電揀梗時(shí)出現(xiàn)曇花現(xiàn)象的研究[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);1989年02期

3 董士林;鏈板式茶葉烘干機(jī)葉溫-含水率模型[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);1989年04期

4 吳曄;木材介電常數(shù)的研究[J];安徽農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào);1989年01期

5 于雷;;楊樹不同無性系越冬時(shí)期含水率變化分析研究[J];四川林業(yè)科技;2016年01期

6 蔣明雷;;稻谷含水率變化及其在種子生產(chǎn)中的應(yīng)用[J];上海農(nóng)業(yè)科技;2012年02期

7 王子平;;冷風(fēng)庫貯存中藥材含水率變化及溫濕度調(diào)節(jié)探討[J];中藥材;1990年06期

8 吳志遠(yuǎn);彭蘇萍;崔凡;聶俊麗;;探地雷達(dá)結(jié)合鉆孔探測(cè)采煤塌陷區(qū)土壤剖面層次及含水率[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2019年14期

9 賴楓鵬;李治平;岑芳;;一種注水階段考慮含水率變化的產(chǎn)量預(yù)測(cè)方法[J];天然氣地球科學(xué);2009年05期

10 郭平,周道瑋,孫剛,田洪艷;羊草可燃物含水率變化規(guī)律的研究[J];東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1999年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前4條

1 錢永梅;劉尊鵬;尹新生;金玉杰;;細(xì)粉砂土含水率影響混凝土擴(kuò)盤樁抗拔破壞機(jī)理試驗(yàn)研究[A];《工業(yè)建筑》2018年全國學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2018年

2 張永浩;許肖鋒;劉勇;司高華;王青海;;含水率對(duì)非飽和黏土滲透與彌散特性及核素遷移的影響研究[A];2018年全國工程地質(zhì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2018年

3 熊亮;楊培青;陳曦;;長河壩水電站接觸黏土調(diào)水工藝研究與應(yīng)用[A];《土石壩技術(shù)》2015年論文集[C];2015年

4 每杭;沈艷;;寧夏荒漠草原不同檸條平茬方式對(duì)帶間土壤體積含水率及植物群落多樣性的影響[A];2018中國草學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2018年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 馮劍英;原油含水快速測(cè)定技術(shù)取得重大突破[N];中國石油報(bào);2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 魏玉震;基于光譜和光譜成像技術(shù)的茶葉含水率檢測(cè)機(jī)理和方法研究[D];浙江大學(xué);2019年

2 劉躍東;卸荷作用下水對(duì)崩解型泥巖的損傷機(jī)理研究[D];煤炭科學(xué)研究總院;2019年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 徐群;基于時(shí)域反射原理的東北典型樹種含水率監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2019年

2 范國濤;含水率對(duì)相似材料模型強(qiáng)度的影響規(guī)律研究[D];西安科技大學(xué);2019年

3 孟琪;不同含水率下類巖石材料短時(shí)蠕變力學(xué)特性研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2019年

4 王文;鄂爾多斯松散砒砂巖風(fēng)蝕特性試驗(yàn)研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2019年

5 饒盛;水渣XRF檢測(cè)中含水率的影響及修正研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

6 張?jiān)?基于季凍區(qū)路基土介電特性量測(cè)含水率的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

7 馬帥;某古建筑臺(tái)基滲漏病害模型試驗(yàn)研究[D];西安理工大學(xué);2019年

8 郝鈺;溫度對(duì)土體電化學(xué)特性影響的試驗(yàn)研究[D];太原理工大學(xué);2019年

9 段凱文;基于微波自由空間法的小麥含水率測(cè)量方法研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2019年

10 盧天佑;鄭韓故城遺址粉土的非飽和剪切力學(xué)特性及微觀機(jī)制研究[D];中原工學(xué)院;2019年

本文編號(hào)：2776510