双频探地雷达探测道路地下空洞的试验与识别研究

首先采用“围护墙”模拟沥青、水泥路面,在墙后填筑砂土并开挖地下空洞。然后,采用超声波相控阵检测“围护墙”体内的密实情况。进一步采用双频探地雷达对3种工况下的2处模拟地下空洞进行探地雷达检测。分析发现:密实水泥混凝土路面下,地下空洞的成像呈现典型的“月牙形”同相轴特征;孔洞较多的沥青路面下,地下空洞成像近似于“月牙形”同相轴,但稍模糊;较大尺寸的地下空洞会产生多次雷达波反射;高频探地雷达难以识别地下深度超过2.5m的物体。进一步通过探地雷达反射波特征可以识别地下空洞的尺寸。

上海市中心城区道路地下空洞预判研究初探

上海市中心城区道路由于封交原因,难以及时维护,一旦发生道路塌陷事故,易造成恶劣社会影响。为提升道路地下空洞探测精度,评估道路存在地下空洞的风险,总结研究了近年来上海市城市道路塌陷的典型案例,并汇总分析了国内现行城市道路塌陷的相关规范与标准,探索出了一整套可落地实施的地下空洞预判流程。结论如下:地下空洞的成因可主要归纳为地下管线渗漏、环境因素作用、地下施工干扰三类;预判指标可选取施工干扰、道路现状、地面荷载、岩土体条件、水环境条件、地下管线管龄、地下管线材料、地下管线类型、管线埋设方式、管线管径等;预判步骤可分为评估段划分、因素指标获取、线性加权、地下空洞等级划分四步。指导了道路地下空洞预判方法的进一步探索,最终实现地下空洞探测工作的高效化、精确化。

钻孔置入式地下空洞三维激光(声呐)扫描技术研究与应用

针对现有设备不能满足地下空洞精确测量需求的现状,利用激光和声呐扫描技术,通过逐层扫描空洞二维轮廓构建出空洞三维形态,研制了钻孔置入式地下空洞三维扫描设备。该设备的扫描探头能通过一般地质钻孔顺利置入到待测地下空洞,在无水环境使用激光扫描、有水环境使用声呐扫描。工程应用结果表明:该设备能够探测出溶洞的三维形态、规模和走向,为工程设计和施工提供了重要的基础数据,具有良好的普适性和推广应用价值。

探地雷达在城市道路地下空洞检测中的应用分析

在城市道路管理中采用准确有效的方法定位病害位置,对保证道路正常运维十分重要。探地雷达探测技术可以实现对道路空洞的大规模无损伤测量,实时采集路面下结构缺陷信息。通过分析常见地下空洞形成原因,以及现有探地雷达技术优势,制定全面的检测流程与方案。结合工程实例,对杭州市余杭区某路段进行检测,分析结果,并提出运维建议。

探地雷达地下空洞图像识别技术研究

探地雷达技术研究大部分局限于各向均匀介质的正演模拟,而实际地下空洞很少存在规则形状的情况,导致探地雷达在地下隐患特别是空洞及脱空探测工作中按常规的理论判断识别率不高。为了解决这一问题,基于电磁波的传播理论,通过室内数值模拟和实际案例对比分析雷达反射波在地面及地下隐患分界面的相位和振幅强度的情况,分析可知地面反射波的振幅较强,其相位和雷达发射源的相位相反,而空洞及脱空的上界面反射波的振幅同样较强,而其相位与雷达发射源的相位相同,且同地面反射波的相位相反。因此在实际工作中,可以通过疑似异常反射波的振幅强度及其相位与地面反射波相位的关系,配合地下隐患的其他特征如尖端绕射、底层反射波等来提高地下隐患的识别准确率。

基于AHP-熵权法的上海市道路地下空洞 风险预评估研究

地下空洞发育是引发城市道路塌陷的重要原因,对地下空洞风险进行预评估能够科学指导空洞探测工作的开展,实现城市道路塌陷的有效预警。为了保障评价过程的客观性和可实施性,基于既有城市道路塌陷的相关规范标准,归纳识别地下空洞风险要素,构建地下空洞风险预评估体系,实现了评价指标的标准化取值;用判断问卷取代比值问卷融入到层次分析法(AHP)中,改进了AHP判断矩阵的取值方法,得到管线因素权重为0.475、环境因素权重为0.322、施工因素权重为0.203,建立了一套适用于上海市道路地下空洞风险评价系统。评价结果能够直接指导地下空洞探测工作的开展,并为其他地区开展地下空洞防治和风险管控提供了示范。

基于光纤传感系统的公路隧道地下空洞探测方法研究

针对现有地下空洞探测技术无法做到全时全域探测的不足,利用光纤传感技术在交通公路隧道内构建分布式振动探测网络,模拟不同情形的地下空洞,对受地下空洞影响而产生的振动信号进行采集和分析,并针对性地设计地下空洞监测判断方法。经过测试统计能够有效识别地质环境中存在的中空坑洞,定位偏差≤±5m,能够及时监测地下空洞存在的异常情况,为公路隧道在运营过程中的安全管理提供有效的参考依据。

利用探地雷达探测地下空洞

简要介绍了探地雷达工作原理及其探测地下空洞的方法技术,以广州某地基勘察中地下空洞的检测为例,分析了地下空洞的雷达波组特征,总结了探地雷达时深剖面图的异常特征。指出该方法具有速度快、探测精度高、可获得连续结果等特点。经开挖验证,探地雷达异常特征与地下空洞实际位置相吻合。

地下空洞演化对既有地下管线的影响分析

随着城市建设规模的不断加大,在施工、震动以及管道泄漏的联合作用下,城市地下极易出现规模不一、形状各异的空洞,特别是赋存于管道周边的空洞,若不采取相应措施,空洞演化会对管道的安全性带来巨大的威胁。以刚性管和地下空洞为主体,建立三维数值模型分析了空洞演化对管道位移场和应力场的影响。结果表明,当空洞尺寸小于管道尺寸时,空洞对管线的影响很小可以忽略,但随着地下空洞的继续演化,地表不均匀沉降越加明显,管道不均匀沉降加剧,水平位移变化却不甚明显。除此之外,出现在管道肩部的最大弯矩和最大主应力也有较大的变化,极易造成管道的弯曲破坏。为空洞勘探和管道保护提供理论依据。

高密度电法在工程勘察地下空洞探测中的应用

地下空洞的探测是工程勘察和煤矿安全生产的一项重要内容。在已知地质条件的基础上,采用了不同排列方式和极距,研究了高密度电法在探测浅部地下水泥管的有效性。研究结果表明,高密度电法能够很好地反映地下空洞的存在,但为了精确探测地下空洞的几何参数,需要考虑同时配合多个排列和实验不同的极距进行施工。

瑞雷面波在地下空洞探测中的应用

在公路建设、民用建筑改造过程中,地下空洞是工程安全的潜在威胁。弄清地下空洞、洞穴的分布情况是工程进行设计施工前需要解决的重要问题之一。而选择合适的探测方法则对勘察结果的准确程度有着重要的影响。瑞雷波检测的物理基础是瑞雷波传播速度VR与岩土体物理力学性质的密切相关性和VR与频率f的相关性,即瑞雷波的频散特性。与常规物探方法相比较,瑞雷波勘探具有分辨率高、应用范围广、受场地影响小、检测设备简单、检测速度快等优点,能够胜任大面积地下空洞的检测。从理论和方法上介绍了利用瑞雷波检测地下空洞的可行性,并应用这种方法对北京某库房建设工程场地进行了地下空洞检测。检测结果表明瑞雷面波方法探测结果准确可靠,操作简便易行,拥有广阔的应用前景。

地质雷达在北京地铁地下空洞探测中的应用研究

地质雷达对地下空洞等异常地质的探测成果可有效避免城市地铁建设对周边环境和施工安全产生的不良影响。本文介绍了地质雷达的构成和测量原理,利用地质雷达对城市地铁建设途经部分路段地下地质情况进行了探测,针对探测成果对地下空洞位置、深度、面积等基础地理信息资料进行了分析,为制定地下空洞处理方案和消除工程施工安全隐患提供了保障。

地下空洞的探地雷达图像解释技术研究

本文通过地下空洞探测实践,构建和分析了地下空洞的地质-地球物理模型及其土体缺陷特征,给出地下空洞的探地雷达异常波形特征及其识别方法,提出一种不同于当前通用方法的地下空洞的探地雷达图像解释技术。

城市道路地下空洞探测技术研究现状及发展

阐述了城市道路地下空洞探测的必要性和重要意义,简要概述了目前城市道路地下空洞探测的主要方法及其分类、特点;重点介绍了探地雷达技术的应用现状、存在问题和未来的发展趋势。

基于支持向量机的道路地下空洞量化识别方法

如何实现地下空洞的量化识别是探地雷达技术在城市道路地下空洞探测应用中的难题。针对城市道路地下空洞识别具有的小样本、非线性及高维模式识别特征,本文提出了一种基于支持向量机(SVM)的地下空洞量化识别方法。首先进行地下空洞正演模拟,对地下空洞雷达模拟数据进行预处理并进行数据降维,然后对降维后的数据进行时间域特征提取,利用SVM算法进行分类训练并构建空洞识别模型,最后应用该模型实现对地下空洞测试数据的量化识别。应用该方法分别对城市道路地下空洞正演模拟数据和物理模型数据进行实验验证,结果表明:本方法可以实现城市道路地下空洞的量化识别,其中正演模拟数据空洞识别精确度达到94%,空洞大小误差为±0.1m;物理模型数据空洞识别精确度达到82%,空洞大小误差为±0.2m。本方法可应用在城市道路地下空洞的量化识别中,为道路安全提供技术支撑。

湿陷性黄土路基地下空洞处理研究

结合渭南市朝阳大街道路工程实践经验,对湿陷性黄土路基下的空洞或松散层处理进行了研究分析,并针对道路施工条件,分别介绍了灌浆处理、灰土挤密桩等具体处理措施,为类似条件的路基处理提供参考。

探地雷达在输电线路塔基地下空洞检测中的应用

利用探地雷达技术原理,选用AB-50 MHz非屏蔽蛇形天线、AB-150 MHz和AB-250 MHz屏蔽天线,对220 kV输电线路塔基附近的人工模拟地下空洞模型进行检测。结果表明:AB-50 MHz非屏蔽天线和AB-150 MHz屏蔽天线均能检测到空洞,而AB-250 MHz屏蔽天线则不能检测到空洞;空洞的图像特征为明显的弧形异常反射,AB-150 MHz屏蔽天线检测效果优于AB-50 MHz非屏蔽天线。对以上检测结果进行原因分析,并就输电线路塔基地下异常体检测方法提出建议。

探地雷达在地下空洞探测中的应用

以三一西北重工厂区地下空洞探测为例,简要介绍了探地雷达的工作原理、应用范围及其探测地下空洞的方法、技术,分析了地下空洞在雷达波上反映的波阻特征,介绍了空洞异常在雷达时深剖面中的异常反映。通过在工程中实际应用效果说明了探地雷达探测在一定深度范围内对于空洞探测有着良好的效果,对浅层或超浅层的工程地基空洞调查探测中有着十分广阔的应用前景。

探地雷达检测地下空洞的实验研究

通过分析电磁波在地下介质中的传播规律,介绍了探地雷达检测地下空洞的基本原理。利用时域有限差分方法进行正演模拟,初步了解了空洞在反射波谱上的图像特征。制作实验装置,对比了空洞试验模型在不同实验条件下测量所得到的反射波形之间的图像差异,并进行波速标定,验证探测结果的准确性。通过分析研究,总结出了地下空洞在雷达波谱上的图像识别规律,为现场测量和危害评估提供理论支持,对于防灾减灾有一定的促进作用。

管线位置对地下空洞检测的影响

通过分析电磁波在地下介质中的传播规律,介绍了探地雷达检测地下空洞的基本原理。制作实验装置,测量单独的空洞模型,分析产生的波形图,初步了解了空洞在反射波谱上的图像特征。将管线埋设于不同位置,对比它们与单独空洞模型所得到的反射波形之间的图像差异,研究其对地下空洞探测结果的影响规律。结果表明,管线水平位置的不同、管线和空洞间距的不同都会对电磁波的传播造成影响,主要在于阻碍空洞反射波传播地表,不利于判断空洞位置和计算脱空大小。本次研究所得图像可作为样本,为现场测量和危害评估提供理论支持,对于防范塌陷灾害有一定的促进作用。