基于探地雷達的磚石類結構灌漿修復質量研究.pdf

1、中圖分類號：UDC：工程碩士學位論文基于探地雷達的磚石類結構灌漿修復質量研究碩士研究生：付世虎導師：凌代儉王儀專業(yè)：建筑與土木工程二0一三年十一月付世虎：基于探地雷達的磚石類結構灌漿修復質量研究摘要古塔是我國文化瑰寶，具有極高的文物保護和研究價值。而磚石類古塔在自然災害中常見病害有基礎沉降，塔身傾斜，墻體破裂等，對古塔安全構成了威脅。識別古塔內部損傷、破壞特征，評價古塔內灌漿加固修復質量，需要一種高效、無損的探測技術。探地雷達(GPR)

2、利用高頻電磁波發(fā)射與接收技術，能夠對磚石類結構表面實施快速地連續(xù)掃描，獲得直觀形象的雷達圖像，在文物修繕保護中作用顯著。本文以磚石古塔墻體破壞形態(tài)與灌漿修復加固為研究對象，應用探地雷達實地檢測四川奎光塔的破損情況，在數(shù)值理論的基礎上進行編程正演模擬，結合制作的物理試驗模型，進行了以下工作。(1)介紹了探地雷達工作原理和參數(shù)設置的相關要求，總結了現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)處理方法，探討了實測應用的可行方案，解釋了雷達圖譜特征。(2)根據(jù)時域有限差分法(

3、FDTD)的基本思想和電磁波空間傳播的麥克斯韋(Maxwell)方程基本理論，編制了以1M波為代表，在Mur二階近似邊界條件下的二維模擬程序，建立了無縫、鋸齒形、豎向和斜向、“X”形4組裂縫數(shù)值模型，經過計算得到了雷達Wiggle圖譜，研究了圖譜回波特征。(3)采用有限元軟件(ANSYS)在PML邊界條件下進行了試驗模型數(shù)值分析，定性地分析出目標物的具體位置，并與FDTD法作了相應對比研究。(4)分析古塔墻身破裂形態(tài)的基礎上，合理地制作

4、了3組裂縫灌漿的物理試驗模型，采用800MHz的雷達天線分別對模型多個面進行了灌漿前、O天、7天、14天、21天、28天共6次探測，獲得9組試驗模型數(shù)據(jù)，篩選數(shù)據(jù)后得到裂縫灌漿前后雷達圖的區(qū)別。(5)參考古塔原始資料，應用探地雷達檢測塔身墻體灌漿修復狀況，通過雷達圖譜分析，獲得了目標物的各自圖譜特征，以此為依據(jù)對塔體灌漿質量進行了評價。研究結果表明：使用FDTD法編制的數(shù)值模擬程序對試驗模型正演模擬行之有效，有限元法檢測目標物位置準確：