公路路面無損檢測中的探地雷達技術(shù)研究

本書在吸收國外最新研究成果的基礎上，講述了探地雷達技術(shù)的檢測原理，雷達檢測方法技術(shù)的試驗，雷達資料處理與解釋方法，路面結(jié)構(gòu)層測厚技術(shù)，路面基層檢測技術(shù)，雷達信號的數(shù)據(jù)模擬理論，以及利用探地雷達開展路面基層檢測的推薦技術(shù)標準等。全書力圖作到理論推導系統(tǒng)性，技術(shù)方法介紹實用性，概念闡述通俗性。本書可作為相關(guān)專業(yè)的大學本科生或研究生的參考教材，又可作為從事公路檢測的技術(shù)人員和從事相關(guān)技術(shù)的研究人員深入掌握探地雷達技術(shù)的參考書。

緒論

公路檢測的現(xiàn)狀

目前公路檢測中存在的主要問題

公路路面探地雷達無損檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

第1章 探地雷達技術(shù)的檢測原理

1.1 探地雷達技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀

1.2 理論基礎

1.2.1 電磁波傳播規(guī)律

1.2.2 平面諧變電磁波

1.3 探地雷達的基本原理

1.3.1 工作原理

1.3.2 脈沖電磁波的發(fā)射、接收原理

1.4 探地雷達檢測的分辨率

1.4.1 垂向分辨率

1.4.2 水平分辨率

1.5 探地雷達的最大探測深度

第2章 探地雷達檢測方法技術(shù)試驗研究

2.1 試驗研究的目的

2.2 路面基層結(jié)構(gòu)及其常見缺陷(病害)類型

2.2.1 路面基層結(jié)構(gòu)

2.2.2 路面基層常見病害類型

2.3 現(xiàn)場試驗方法

2.3.1 試驗路段

2.3.2 儀器設備

2.3.3 檢測試驗設計

2.4 路面探地雷達檢測的現(xiàn)場技術(shù)標準研究

2.4.1 測線、測網(wǎng)布置原則

2.4.2 中心頻率的選擇

2.4.3 測量時窗選擇

2.4.4 時間采樣間隔的選擇

第3章 探地雷達資料數(shù)字處理技術(shù)與解釋方法研究

3.1 探地雷達資料數(shù)字處理技術(shù)研究

3.1.1 數(shù)字濾波

3.1.2 反褶積

3.1.3 波動方程偏移

3.1.4 小波變換技術(shù)

3.1.5 局部異常提取處理技術(shù)

3.2 探地雷達檢測資料解釋方法

3.2.1 探地雷達的基本波形特征

3.2.2 探地雷達波相的識別方法

第4章 探地雷達檢測路面結(jié)構(gòu)層厚度研究

4.1 正常路面結(jié)構(gòu)層的探地雷達檢測圖像

4.2 探地雷達檢測路面結(jié)構(gòu)層厚度的原理和方法

4.3 電磁波傳播速度的獲取方法

4.4 探地雷達檢測路面結(jié)構(gòu)層厚度的誤差分析

4.5 路面基層厚度檢測效果分析研究

4.5.1 基層不同鋪筑階段的厚度檢測效果

4.5.2 不同天線頻率的檢測效果

4.5.3 橫向電磁波速度不均勻?qū)穸葯z測效果的影響

4.5.4 接觸式天線的垂向顛簸對基層厚度檢測精度的影響分析

4.5.5 探地雷達檢測路面基層厚度的準確性試驗分析

4.6 公路面層厚度探地雷達檢測效果分析研究

4.6.1 公路面層厚度探地雷達檢測圖像

4.6.2 鉆孔標定法獲取速度的檢測結(jié)果

4.6.3 反射系數(shù)遞推法獲取速度的檢測結(jié)果

第5章 已運營公路基層常見缺陷(隱患)檢測

5.1 基層富水致使強度變低導致路面塌陷的隱患缺陷檢測

5.2 基層裂縫檢測

5.3 路面下脫空檢測

5.4 基層含水量檢測

第6章 施工過程中路面基層缺陷檢測

6.1 施工過程中路面基層的探地雷達信號特征分析

6.1.1 施工過程中基層的探地雷達信號的基本特征

6.1.2 結(jié)構(gòu)完整的基層探地雷達信號特征

6.1.3 結(jié)構(gòu)缺陷的基層探地雷達信號特征

6.2 施工過程中探地雷達檢測的路面基層缺陷判別方法

6.2.1 絕對幅值缺陷判別法

6.2.2 相對幅值缺陷判別法

6.3路面基層松散缺陷的判別與檢測

第7章 雷達信號的數(shù)值模擬理論研究

7.1 射線追蹤法

7.1.1 方法原理

7.1.2 收斂性問題

7.1.3 雷達波的衰減問題

7.1.4 數(shù)值模擬計算

7.2 有限元法

7.2.1 雷達波和地震波之間運動學規(guī)律的對比

7.2.2 雷達波有限元正演模擬的實施

7.2.3 數(shù)值模擬計算

第8章 探地雷達檢測路面基層技術(shù)的推薦標準

8.1 基本要求

8.1.1 適用范圍

8.1.2 檢測方法

8.1.3 應用條件

8.1.4 檢測工作程序

8.2 儀器設備及技術(shù)要求

8.2.1 儀器類型

8.2.2 技術(shù)要求

8.2.3 天線

8.2.4 檢測輔助設備

8.3 外業(yè)工作

8.3.1 一般要求

8.3.2 現(xiàn)場踏勘

8.3.3 試驗對比

8.3.4 檢測線(網(wǎng))布置原則

8.3.5 儀器技術(shù)參數(shù)的設置

8.3.6 探地雷達記錄

8.4 內(nèi)業(yè)工作

8.4.1 一般要求

8.4.2 原始資料的整理與編輯

8.4.3 數(shù)據(jù)處理

8.4.4 探地雷達檢測圖像的分析與判別

8.4.5 探地雷達檢測圖像的解釋

參考文獻2100433B

書 名：公路路面無損檢測中的探地雷達技術(shù)研究

作 者： 耿玉嶺,賈學民,李大鳴,劉國輝,張立柱等

出 版 社： 地震出版社

出版日期： 2007-9-1

定 價： 45.0 元

混凝土結(jié)構(gòu)檢測用探地雷達（Ground Penetrating Radar，GPR）是一種依靠高頻電磁波在不同介質(zhì)中傳播以獲取介質(zhì)特征信息的無損探測方法，是近年來出現(xiàn)新型無損檢測方法，具有快速、直觀等。

前言

第1章 基于探地雷達的土地整理質(zhì)量檢測關(guān)鍵技術(shù)概論 1

1.1基于探地雷達的土地整理質(zhì)量檢測關(guān)鍵技術(shù)研究的必要性 1

1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 2

1.2.1探地雷達發(fā)展史 2

1.2.2探地雷達處理與解釋現(xiàn)狀 4

1.2.3土地整理及土壤質(zhì)量研究現(xiàn)狀 6

1.2.4土壤地球物理探測方法研究現(xiàn)狀 7

1.2.5神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展 8

1.3本書的內(nèi)容安排 9

參考文獻 9

第2章 探地雷達理論基礎 13

2.1探地雷達的探測原理 13

2.2雷達波在土壤介質(zhì)中的傳播機理 15

2.2.1電磁場與電磁波的傳播方程 15

2.2.2土壤介質(zhì)中電磁波的傳播規(guī)律 25

2.3探地雷達采集系統(tǒng) 28

2.3.1探地雷達硬件系統(tǒng) 28

2.3.2探地雷達數(shù)據(jù)采集 29

2.3.3探地雷達控制單元系統(tǒng) 31

2.3.4探地雷達接收及發(fā)射天線子系統(tǒng) 34

2.4常用探地雷達設備及數(shù)據(jù)格式 36

2.4.1探地雷達設備 36

2.4.2常用探地雷達數(shù)據(jù)格式 38

2.5探地雷達資料處理與解釋 48

2.5.1探地雷達資料處理 48

2.5.2探地雷達資料解釋 51

參考文獻 52

第3章 土壤物理模型雷達波傳播規(guī)律及特征 53

3.1物理模型53

3.1.1物理模型建立53

3.1.2土壤物理參數(shù)選擇54

3.2土壤物理模型參數(shù)測試56

3.2.1實驗測試設備選擇 56

3.2.2雷達探測方法設計 60

3.2.3實驗測試結(jié)果可靠性評價 61

3.3基于雷達透射的資料處理解釋方法 63

3.3.1雷達波初至分析 64

3.3.2土壤介電常數(shù)計算 66

3.3.3實驗土壤物理參數(shù)及介電常數(shù)計算 69

3.4雷達波在土壤介質(zhì)中的傳播特征 70

3.4.1介電常數(shù)與土壤介質(zhì)物理參數(shù) 70

3.4.2雷達傳播主頻與土壤介質(zhì)物理參數(shù)研究 73

參考文獻 75

第4章 土壤物性識別算法 76

4.1ARMA譜分析方法 76

4.1.1平穩(wěn)ARMA過程 76

4.1.2ARMA譜分析方法 79

4.1.3ARMA與經(jīng)典傅里葉數(shù)據(jù)分析對比 81

4.2土壤介質(zhì)功率譜特征分析 84

4.2.1功率譜包絡分布分析 84

4.2.2功率譜頻率能量分布分析 85

4.2.3ARMA功率譜土壤響應特征模型 95

參考文獻 96

第5章土壤級別分類器算法模型 98

5.1神經(jīng)網(wǎng)絡理論基礎 98

5.1.1生物神經(jīng)網(wǎng)絡 98

5.1.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡 99

5.1.3分類器 102

5.2BP神經(jīng)網(wǎng)絡分類器 102

5.3土壤級別 BP分類器 102

5.3.1算法流程 103

5.3.2評價因子的量化方法 105

5.3.3測評實例及驗證 106

5.4誤差分析和改進 113

參考文獻 113

第6章 基于探地雷達的土地整理質(zhì)量檢測關(guān)鍵技術(shù)展望 115

參考文獻 116 2100433B

第1章 探地雷達技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)檢測中的應用現(xiàn)狀

1.1 探地雷達技術(shù)的簡要發(fā)展歷程

1.2 探地雷達主要類型與特點

1.3 探地雷達的應用

第2章 探地雷達檢測混凝土橋梁基礎知識

2.1 電磁學基本原理

2.2 正演模擬分析方法

2.3 探地雷達檢測鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本方法

2.4 混凝土橋梁內(nèi)部配筋（束）與缺損現(xiàn)狀調(diào)查

第3章 探地雷達檢測混凝土橋梁技術(shù)參數(shù)選擇

3.1 探地雷達主要技術(shù)參數(shù)

3.2 混凝土橋梁雷達檢測參數(shù)選擇

3.3 探地雷達檢測混凝土橋梁多維成像的測線布設研究

3.4 探地雷達檢測混凝土橋梁波速標定

3.5 探地雷達檢測混凝土橋梁直達波的截取方法

第4章 混凝土橋梁配筋的探地雷達檢測技術(shù)

4.1 探地雷達天線方向?qū)︿摻疃ㄎ坏挠绊懷芯?

4.2 鋼筋定位的雷達道間距選擇

4.3 表層鋼筋對深層配筋識別的影響研究

4.4 天線陣雷達混凝土橋內(nèi)部配筋定位檢測技術(shù)研究

第5章 混凝土橋梁內(nèi)部缺陷的探地雷達檢測技術(shù)

5.1 混凝土橋梁典型內(nèi)部缺陷的雷達圖像特征

5.2 波紋管道灌漿飽滿度雷達識別方法

5.3 混凝土內(nèi)部缺陷的無損聯(lián)合檢測技術(shù)

第6章 探地雷達圖像的識別與三維重構(gòu)

6.1 圖像預處理

6.2 圖像分割

6.3 特征提取

6.4 基于機器學習的圖像識別

6.5 三維可視化的軟件實現(xiàn)

第7章 工程應用

7.1 預應力混凝土箱梁橋普通鋼筋定位檢測

7.2 預應力混凝土箱梁橋預應力鋼束定位檢測

7.3 混凝土斜拉橋鋼筋定位檢測

7.4 橋面板混凝土鋪裝脫空檢測

附錄國內(nèi)外常用商業(yè)雷達技術(shù)性能比較表

參考文獻2100433B