堤防隐患探测中的探地雷达波场特征分析与应用

论文摘要

堤防工程是我国防洪体系中的重要环节。针对堤防中潜在隐患缺陷体,根据不同缺陷体介质的电性特征,建立了相应的堤防隐患模型。依据时域有限差分(FDTD)算法和完全匹配层(PML)的吸收边界条件,构建相应的堤防隐患缺陷体地球物理模型,使用GprMax 2D软件结合自行开发的MatLab程序,获得探地雷达正演波形图。通过波场特征分析,可知不同形态、构造位置和电性参数的隐患缺陷体的探地雷达反射波幅值和形态是不同的。正演结果能准确反映隐患缺陷体的深度、水平位置等空间特征。结合长江四邑公堤堤防隐患探测项目的2个工程实例分析可知,雷达正演模拟与探测剖面结果和工程验证基本一致,表明探地雷达能够有效地探测堤防隐患,该正演方法切实可行。分析典型隐患模型的波场特征有助于指导后期解译工作,从而对缺陷体从定性到定量进行更精确的解译,确保堤防工程的安全运行,保障汛期人民的生命财产安全。

论文目录

• 1 研究背景
• 2 探地雷达及正演原理
•   2.1 探地雷达原理
•   2.2 正演原理
• 3 堤防隐患的雷达正演模拟
•   3.1 应用条件
•   3.2 堤防空间模型
•   3.3 洞穴正演模拟
•     3.3.1 不同充填物的洞穴
•     3.3.2 不同深度的洞穴
•   3.4 裂缝正演模拟
•   3.5 土体松散区正演模拟
•   3.6 探地雷达正演模拟的改进展望
• 4 工程实例
•   4.1 堤防孔洞探测实例
•   4.2 堤防土体不密实探测实例
• 5 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张杨,周黎明,肖国强

关键词: 堤防隐患探测,探地雷达,隐患缺陷体,时域有限差分算法,地球物理模型,波场特征,正演模拟

来源: 长江科学院院报 2019年10期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程,水利水电工程

单位: 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室

基金: 国家重点研发计划项目(2017YFC1502605),国家自然科学基金项目(41702321)

分类号: TV871;P631.3

页码: 151-156

总页数: 6

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