本文關鍵詞：地質(zhì)雷達隧道超前地質(zhì)預報檢測信號的HHT分析法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第 31 卷 第 7 期

巖石力學與工程學報 Vol.31

No.7

地質(zhì)雷達隧道超前地質(zhì)預報檢測信號的

HHT 分析法

凌同華，張 勝，李升冉

(長沙理工大學 土木與建筑學院，湖南 長沙 410114)

摘要：隧道工程建設因開挖而誘發(fā)的各種地質(zhì)災害時有發(fā)生，為確保隧道施工安全，目前普遍運用超前地質(zhì)預報 探明掌子面前方的地質(zhì)情況，如何提高超前地質(zhì)預報的判釋水平顯得尤為重要。針對隧道超前地質(zhì)預報地質(zhì)雷達 信號的特點，采用 HHT 分析法提取原始圖像各 IMF 分量的瞬時剖面圖及其單道信號的瞬時幅值、瞬時相位、瞬 時頻率。結果表明，HHT 分析法分解出的瞬時參數(shù)突顯了原始信號的特征信息，能較好地定量識別不良地質(zhì)體位 置與形狀，提高地質(zhì)雷達原始圖像解釋的精度和可信程度。 關鍵詞：隧道工程；地質(zhì)預報；地質(zhì)雷達；EMD 方法；HHT 分析

中圖分類號：U 45 文獻標識碼：A 文章編號：1000–6915(2012)07–1422–07

HILBERT-HUANG TRANSFORM METHOD FOR DETECTION SIGNAL OF TUNNEL GEOLOGICAL PREDICTION USING GROUND PENETRATING

RADAR

LING Tonghua，ZHANG Sheng，LI Shengran

(School of Civil Engineering and Architecture，Changsha University of Science and Technology，Changsha，Hunan 410114，China)

Abstract ： Geological hazard accidents induced by excavation occur frequently in the course of tunnel constructions. In order to ensure tunnel construction safety， geological prediction for exploring potential geological conditions in front of tunnel face is widely adopted. Therefore，it is of vital importance to explore how to improve the interpretation level of geological prediction. Based on the characteristics of ground penetrating radar(GPR) signals in tunnel geological prediction，the Hilbert-Huang transform(HHT) method is used to extract instantaneous profiles of each IMF(intrinsic mode function) component in the original image and instantaneous parameters of the single trace signal，such as instantaneous amplitude，instantaneous phase and instantaneous frequency. The results show that instantaneous parameters decomposed by HHT method highlight the characteristics of the original signal，which can qualitatively identify the position and shape of catastrophic geological body，and improve the accuracy and credibility of the original image interpretation of ground penetrating radar.

Key words：tunnelling engineering；geological prediction；ground penetrating radar；EMD method；HHT analysis

雜的地質(zhì)區(qū)域，，地質(zhì)條件對山嶺隧道和城市地下工

1 引 言

程施工的影響日益突出。在隧道施工過程中，不良 地質(zhì)和施工地質(zhì)災害常常成為制約隧道建設的主要 因素[1]。隧道施工掌子面前方的地質(zhì)情況預報是隧

收稿日期：2012–03–26；修回日期：2012–05–09 基金項目：國家自然科學基金資助項目(51078043)

作者簡介：凌同華(1968–)，男，博士，2004 年于中南大學資源與安全工程學院采礦工程專業(yè)獲博士學位，現(xiàn)任教授、博士生導師，主要從事巖土工 程及災害控制技術方面的教學與研究工作。E-mail：lingtonghua@163.com

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