地質(zhì)雷達(dá)在道路工程中的應(yīng)用及其數(shù)據(jù)分析研究.pdf

1、在道路工程中使用廣泛的地質(zhì)雷達(dá)是一種通過利用地下介質(zhì)的不連續(xù)性來探測(cè)地下目標(biāo)的無損檢測(cè)工具，是一種高頻電磁法。與探空雷達(dá)相似，地質(zhì)雷達(dá)利用發(fā)射天線以寬頻短脈沖形式向地下發(fā)射高頻電磁波，電磁波在介質(zhì)電磁性質(zhì)不同的界面處會(huì)產(chǎn)生反射，并被接收天線所接收，通過分析電磁波在時(shí)間、空間的傳播特性實(shí)現(xiàn)探測(cè)地下目標(biāo)體的空間位置、規(guī)模和物理性質(zhì)等目的。具有探測(cè)速度快、探測(cè)過程連續(xù)、操作方便靈活、分辨率高、不損壞被探測(cè)目標(biāo)等特點(diǎn)，使得在公路、橋梁、隧道中的

2、應(yīng)用日益頻繁。 地質(zhì)雷達(dá)在公路建設(shè)中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，對(duì)其的研究也越來越多。地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用主要集中在探測(cè)目標(biāo)體的空間位置、規(guī)模及物理性質(zhì)等方面，在資料處理和解釋中通常假設(shè)目標(biāo)體周圍介質(zhì)是均勻的。然而事實(shí)上，應(yīng)用于道路工程建設(shè)探測(cè)時(shí)，如隧道掌子面、襯砌，道路的路基路面等介質(zhì)，是由多種成分組成的，因此這些物質(zhì)的電磁性質(zhì)既取決于物質(zhì)組成成份的物理性質(zhì)，也受物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其孔隙度、含水率、溫度等多種因素影響。在大多數(shù)情況下，這些因素在一

3、定尺度范圍內(nèi)并非處處相同。因此，天然物質(zhì)存在著不均勻性，電磁波在其中的傳播特性會(huì)因此發(fā)生一定程度的改變。當(dāng)介質(zhì)出現(xiàn)不均勻性變化，電磁波在局部不均勻顆粒表面會(huì)產(chǎn)生電磁散射和繞射，使雷達(dá)波在其中的傳播特性發(fā)生畸變，產(chǎn)生地質(zhì)“噪聲”。同樣介質(zhì)對(duì)電磁波的吸收特性也會(huì)發(fā)生不同程度的改變。從而可以看出，使用的固定濾波器去噪分析是不合理的。 本文在研究淺地層地質(zhì)雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)時(shí)，在分析了工程中采用的固定濾波器雜波抑制效果的基礎(chǔ)上，把一系列對(duì)

4、信號(hào)去噪具有良好效果的濾波器引入地質(zhì)雷達(dá)信號(hào)去噪。主要工作如下所述： 1.首先介紹了地質(zhì)雷達(dá)的基本原理及其在工程中的應(yīng)用情況，分析了地質(zhì)雷達(dá)信號(hào)中噪聲的畸變情況； 2.根掘現(xiàn)階段地質(zhì)雷達(dá)去噪中使用的濾波器為固定濾波器的情況，分析一些常用固定濾波器的雜波抑制效果； 3.針對(duì)地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)數(shù)據(jù)中直達(dá)波的能量大，對(duì)數(shù)據(jù)的影響也大的特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)處理時(shí)把自適應(yīng)引入其中，得到了很好的去噪效果； 4.將小波分析與自適應(yīng)方