本文選題：探地雷達(dá) + 水泥土��； 參考：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：探地雷達(dá)可以無(wú)損、連續(xù)的掃描,且具有結(jié)果顯示直觀(guān)、探測(cè)精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn),在水利、土木、交通等工程的物探和無(wú)損檢測(cè)中得到廣泛應(yīng)用。但作為水利工程中常見(jiàn)的水泥土防滲體等水泥土構(gòu)筑物,目前鮮見(jiàn)開(kāi)展無(wú)損檢測(cè),基于開(kāi)挖、取芯等破壞性檢測(cè)可能造成新的工程結(jié)構(gòu)損壞。分析發(fā)現(xiàn),這實(shí)際上是由于在水泥土結(jié)構(gòu)實(shí)際探測(cè)過(guò)程中仍然存在著諸多問(wèn)題沒(méi)有得到解決,如水泥摻入比、齡期等水泥土特性對(duì)探地雷達(dá)探測(cè)精度的影響,水泥土工程病害的雷達(dá)圖像解釋依據(jù)不確定等。因此,開(kāi)展基于探地雷達(dá)的水泥土探測(cè)試驗(yàn)研究和水泥土工程常見(jiàn)病害的數(shù)值模擬研究,具有一定的理論和實(shí)踐參考價(jià)值。本文利用探地雷達(dá)對(duì)室內(nèi)不同摻入比的水泥土試塊進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),研究電磁波在不同摻入比(8%、12%、16%、20%)、不同齡期(3d、7d、14d、28d、60d、90d)的水泥土試塊中波速變化規(guī)律,通過(guò)波速反演出其介電常數(shù);在此基礎(chǔ)上研究分析水泥土抗壓強(qiáng)度與介電常數(shù)之間的關(guān)系,并研究水泥土含水率的變化規(guī)律。結(jié)果表明:在同一水泥摻入比內(nèi),波速隨齡期的增加而增加;在同一齡期內(nèi),波速隨水泥摻入比的增大而減小;相同摻入比,隨著齡期的增加,水泥土相對(duì)介電常數(shù)逐漸降低;相同期齡,隨著水泥摻入比的增大,相對(duì)介電常數(shù)逐漸增大;同一水泥摻入比,相對(duì)介電常數(shù)與無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,同一齡期下,則成正相關(guān)關(guān)系;水泥土含水率的變化規(guī)律與相對(duì)介電常數(shù)變化規(guī)律一致;用于探地雷達(dá)探測(cè)土壤含水率的經(jīng)驗(yàn)公式并不適合水泥土含水率的檢測(cè),需重新擬合公式。基于時(shí)域有限差分法(FDTD),對(duì)水泥土工程中空洞、脫空和疏松病害進(jìn)行數(shù)值模擬研究。研究表明:充氣空洞反射波的強(qiáng)度最強(qiáng),充水空洞次之,充泥空洞最弱,介質(zhì)的反射系數(shù)決定反射強(qiáng)度;垂直分辨率不僅與天線(xiàn)的中心頻率、介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)有關(guān),還與脫空內(nèi)所含介質(zhì)有關(guān);疏松的雷達(dá)波形散亂,不具備同相軸特征,在雷達(dá)剖面上,充氣疏松的范圍比充水疏松要小。
[Abstract]:Ground penetrating radar (GPR) has been widely used in geophysical prospecting and nondestructive testing in water conservancy, civil engineering and traffic engineering because of its advantages of non-destructive, continuous scanning, visual display, high detection accuracy and high speed. However, as a common cement soil structure in water conservancy projects, nondestructive testing is rarely carried out at present. Destructive testing based on excavation and coring may cause damage to new engineering structures. It is found that this is actually due to the fact that there are still many unsolved problems in the actual detection of cement-soil structure, such as the influence of cement mixing ratio, age and other cement-soil characteristics on the accuracy of GPR detection. The radar image interpretation of cement soil engineering diseases is uncertain. Therefore, the research of cement soil detection test based on ground penetrating radar and the numerical simulation of common diseases in cement soil engineering have certain theoretical and practical reference value. In this paper, using ground penetrating radar (GPR), the nondestructive testing of cement soil samples with different mixing ratios is carried out, and the variation law of wave velocities in cement soil samples with different mixing ratios is studied, and the dielectric constant of the cement soil samples with different mixing ratios is studied, and the wave velocity changes in the cement soil samples of different ages (3 days, 14 days, 28 days or 60 d ~ 90 d), and the dielectric constant of the cement soil samples is obtained by inverse wave velocity. On this basis, the relationship between compressive strength and dielectric constant of cement-soil is analyzed, and the variation law of moisture content of cement-soil is studied. The results show that the wave velocity increases with the increase of the age, decreases with the increase of the cement ratio, decreases with the increase of the age of cement, and decreases with the increase of the age of cement. At the same age, the relative dielectric constant increases with the increase of cement blending ratio, and the relative dielectric constant is negatively correlated with the unconfined compressive strength at the same cement ratio, and is positively correlated at the same age. The rule of change of moisture content of cement soil is consistent with that of relative dielectric constant, and the empirical formula used to detect soil moisture content by ground penetrating radar is not suitable for the detection of soil moisture content of cement soil, and the formula needs to be refitted. Based on FDTD method, numerical simulation of cavities, voids and loose diseases in cement soil engineering is carried out. The results show that the reflected wave intensity of aerated cavity is the strongest, the water filled cavity is the second, the mud filled cavity is the weakest, the reflection coefficient of the medium determines the reflection intensity, and the vertical resolution is not only related to the central frequency of the antenna, but also to the relative dielectric constant of the medium. It is also related to the medium contained in the void, the loose radar waveform is scattered, and it does not have the characteristics of the same phase axis. In the radar section, the range of aeration porosity is smaller than that of water filling.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TV221

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1987764