有限差分法探地雷达波动方程偏移成像

在探地雷达 (Ground- Penetrating Radar,简称 GPR)剖面中 ,由于绕射波的存在 ,使得资料的处理解释十分困难 ,其结果的准确性与真实度也会降低。针对这一问题 ,作者提出了探地雷达有限差分波动方程偏移法 ,首先进行了理论模型的实验分析 ,在此基础上我们对实测 GPR剖面资料进行分析处理 ,取得了较好的成果。

基于无单元Galerkin法探地雷达正演模拟

无单元Galerkin法采用滑动最小二乘法拟合场函数,只需节点无需单元,具有前处理简单、精度高、解高次连续等优点,被用于求解探地雷达(GPR)正问题.本文从Maxwell方程出发,推导了GPR正演需满足的波动方程;详细介绍了滑动最小二乘法形函数的构造方法.针对EFGM不满足插值条件导致强加边界条件的处理变复杂的特性,采用罚因子法对强加边界条件进行了处理;同时为了消除EFGM进行GPR正演模拟时来自截断边界处的超强反射,采用透射边界条件把GPR波在截断边界处的反射波透射出去,进而压制了来自截断边界处的反射波.然后,编制了EFGM的GPR正演模拟Matlab程序,应用该程序对典型GPR地电模型进行了正演模拟,并把该正演剖面图与基于线性插值FEM正演剖面图进行了对比,结果表明了EFGM用于GPR正演计算的正确性及有效性,并且在相同节点数条件下,EFGM比矩形剖分的FEM的精度要高,更有利于指导雷达剖面的数据解译.

综合物探法探测堤坝白蚁隐患的关键技术研究

白蚁蚁穴一直以来都是危及堤防安全的重要隐患,目前借助先进的无损探测技术可快速、高效地探明隐患位置和特征。采用探地雷达法和高密度电阻率法等综合物探技术对堤坝白蚁巢穴进行探测,首先通过计算地下介质速度,进而开展蚁穴特征正演分析和实测图像解译,最后通过开挖验证,探明了主巢3个和副巢、空腔及蚁道若干,分析结果表明综合物探技术可行,采用联合诊断方法准确度高。通过现场实地测试,综合物探技术在探测堤坝白蚁巢工作时效率高,可基本确定蚁巢的地下空间位置和规模大小,是目前探测白蚁巢穴、保护堤坝理想的新方法和新技术。

三维探地雷达在道路病害探测中的应用

通过采用三维探地雷达对路面病害进行检测和评价分析,进行路面深层病害识别研究,得到三维探地雷达可对深层裂缝进行识别,确定裂缝发展层位,并判定层间结合与水分状态。

泡沫混凝土路基病害地质雷达正演模拟研究

尝试将地质雷达运用于浙江某大桥工程泡沫混凝土路基质量测试,获得了泡沫混凝土雷达图像信号,并对其信号特征进行了分析,得到了泡沫混凝土路基结构情况;建立了理想条件下泡沫混凝土路基结构模型,采用基于时域有限差分法(FDTD)的GPRMax程序,通过MATLAB编程对泡沫混凝土路基疏松、脱空、分层等病害进行地质雷达正演模拟,得出路基病害在雷达图像上的典型特征信号;同时分析病害形状、大小对信号的影响以及之间的定量关系.本研究成果有助于对泡沫混凝土实测雷达图像的解读,为地质雷达在泡沫混凝土路基病害测试应用提供参考.

充填体顶板裂隙的雷达探测研究

铜矿开采过程中,矿体材质松散易碎会带来一定的安全隐患。探地雷达通过发射超高频脉冲产生电磁波对矿体表面介质分布进行探测,从而发现矿体的安全隐患。雷达探测法具体干干扰能力强、探测准确高效、成本低且操作方便等特点,可实现对矿体隧道的连续不间断扫描。该文介绍了探地雷达探测理论基础知识,并以武山铜矿为例进行研究。

基于梁结构的急斜煤层综放工作面顶板变形特征

为了研究急斜特厚煤层综放工作面顶板的变形特征,以乌鲁木齐矿区乌东煤矿北采区45o煤层为研究背景,应用梁式理论建立了急倾斜工作面顶板的受力力学模型,得到顶板的变形挠度方程,同时采用FLAC3D对顶板变形机理进行数值模拟。结果分析表明:顶板倾斜长度对顶板变形的影响显著;随顶板的悬空面积增加,顶板变形逐渐增大且中部偏上区域变形量趋于最大值;变形区域从顶板中部向外部扩展,在靠近梁结构支点处的顶板变形相对较小。现场采用地质雷达监测,得出倾斜方向上不同区域顶板的塑性区变化特征,反演顶板变形情况,监测结果与理论分析和数值模拟结果基本一致。

倾斜特厚煤层综放带压开采底板破坏特征研究

采动底板破坏特征，对于带压开采具有重要意义。以文明矿为试验矿井，采用分段注水装置、钻孔电视系统、地质雷达对大采深特厚倾斜煤层综放开采底板破坏深度进行探测，并对采动前后底板裂隙数量与钻孔深度、裂隙宽度与数量进行数字化分析，并就采动后底板应力变化和塑性区特征进行数值模拟试验，数据结果表明：文明矿大采深倾斜特厚煤层综放开采底板破坏深度为30．1m；采动前裂隙数量较小，而采动后裂隙数量呈上升～下降一不变的形态分布；采动前底板裂隙宽度以小于5mm为主，采动后裂隙宽度以16--20mm为主；工作面下方支承压力集中系数大于上方；底板垂直应力曲线在倾斜方向上呈“勺形”分布且卸压程度随着底板深度增加而逐渐降低并形成了较大的塑性破坏区。

地球物理勘探技术在考古勘探中的应用-以河南省濮阳市戚城遗址为例

地球物理勘探技术能够快速、无损地对地下遗迹现象进行定位、定型、定量或定性分析,引导我们对重点电磁信号异常区所反映出的疑似迹象进行人工钻探确认。这不但大大节省了考古调查的时间和经费,还使以后的考古发掘工作更具有针对性。濮阳市戚城遗址是龙山文化、东周、汉代三城依次叠压的重要古城址,具有很高的史学、考古学研究价值,通过地球物理勘探技术在该遗址的应用,印证、发现了一些已知和未知的文物遗迹。