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GPR逆时偏移在隧道衬砌检测中的应用

 GXF360 2019-09-21

一、引言

二、时域有限元法原理

三、零时刻成像条件的逆时偏移成像方法

四、正演数据的逆时偏移成像实验

为验证基于零时刻成像条件的GPR逆时偏移算法有效性,本次实验建立了一个典型的衬砌模型,模型区域1.0×0.5m,模型为混凝土介质,相对介电常数设为6,电导率为0.003S/m。混凝土埋有两个直径为5cm的螺纹钢筋和一个10cm×4cm的钢支撑,钢筋中心坐标分别为(0.25,0.125),(0.35,0.125),钢支撑中心坐标为(0.75,0.215)。利用 FETD正演算法对该模型进行正演计算时的空间步长为0.005m,时间步长为0.01ns,时窗为10ns,道间距为0.01m,激励源采用天线中心频率为900MHz 的雷克子波。

由衬砌模型的GPR正演剖面图可知,钢支撑顶部产生的双曲绕射波,绕射波两翼向两侧延伸,超过了钢支撑的实际尺寸,且由于双曲线的延伸,导致间距很小的钢筋之间的绕射波重叠,使图像难以分辨,无法从正演剖面中获取钢筋埋深、大小、尺寸等信息。而利用逆时偏移成像算法对正演数据进行偏移,反射波和绕射波得到收敛,绕射波能量更好地聚焦其真实位置,解决上述问题。

4.2.2 外卖价格 外卖的产品价格对大学生顾客的购买力影响比较大.外卖的产品价格普遍高于实体店的同种产品的价格,考虑到外卖员的薪酬,稍高于实体店的价格是能够被接受的.大多数学生顾客倾向于订购20元以内的产品,外卖商家可以将产品价格或起送费初定在此价位.

五、实测数据的逆时偏移成像实验

为验证本文算法对GPR实测数据的成像效果,本实验采用意大利RIS-K2探地雷达主机及600MHz屏蔽天线,对某隧道二衬进行数据采集,实测数据时窗为25ns,测线沿隧道纵向布设。测区为二衬拱顶,衬砌类型为钢筋混凝土,由于雷达探测剖面中绕射波相互干扰,难以直接获得工字钢或钢筋间距、数量与埋深等几何参数,成像难度很大。

根据实验隧道衬砌的GPR原始数据可知,在5~10ns范围内,有明显的双曲形态反射波,但由于间距较小,反射波相互干扰,无法确定钢支撑及预埋管的精确位置、间距和埋深。而采用逆时偏移算法对实测数据进行偏移成像,经偏移处理后,绕射波收敛较好,反射波能量得到归位,能分辨出预埋管及钢支撑位置、间距与埋深。

总而言之,新课程背景下,对于学生的培养更加注重在学生兴趣基础上对学生开展素质教育,培养和提升学生相关核心素养,将学生培养成为社会发展需要的高素养人才。在小学信息技术教学中,教师要注重教学课堂导入创新,激发学生学习兴趣,合理激发学生学习主动积极性,提升学生的学习效率,为学生透彻理解和领悟教学知识提供基础保障。

六、结论

本文从Maxwell方程出发,推导了二维TM模式下GPR时域有限元方程,并采用Newmark-β算法构造了无条件稳定的时间递推格式,引入基于零时刻成像条件的逆时偏移成像技术。隧道衬砌正演数据及实测数据的逆时偏移结果表明:逆时偏移的成像结果还原了其真实位置,成像准确,为GPR资料解译提供更为详实的理论依据,能更精确地指导隧道检测及养护工作。

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