隧道襯砌病害探地雷達三維模型試驗與無網(wǎng)格法正演模擬.pdf

1、對于精度和適應(yīng)性要求較高的隧道襯砌探地雷達無損檢測中，需先掌握襯砌病害的雷達剖面圖像特征，建立典型的模型曲線，因此作為反演與圖像解釋的探地雷達正演模擬技術(shù)具有實際意義。目前，探地雷達的正演模擬集中在有限元法和時域有限差分法，其網(wǎng)格劃分直接影響計算精度和計算量，且在模擬前處理過程中稍顯復(fù)雜。本文將無網(wǎng)格法引入隧道襯砌病害探地雷達的正演模擬研究中。該方法形式簡單、適應(yīng)性強，擺脫了網(wǎng)格限制，前處理只需將計算場離散成節(jié)點，并用滑動最小二乘法（M

2、SL）擬合場函數(shù)。只需正確選取基函數(shù)、權(quán)函數(shù)；合理確定影響半徑和節(jié)點分布密度，即可得到精度較高的光滑連續(xù)結(jié)果。主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　1、進行了隧道襯砌空洞地探底雷達三維物理模型試驗研究。通過制作隧道襯砌空洞的物理模型，將雷達探測結(jié)果經(jīng)過處理生成三維圖像。從圖像分析，1600MHZ天線探測的圖像精度要高于900MHZ天線；從三維圖直觀的顯示出模型中空洞的真實情況，包括空洞的大小和形狀。本次試驗中的菱形剖面空洞，從三維圖中看出

3、其在水平切面形狀是隨深度增加而逐漸增大的矩形。通過實驗，探究了三維探測方法及驗證了三維探測對圖像解釋有更精確、可靠的功能。
　　2、從無網(wǎng)格法的理論基礎(chǔ)滑動最小二乘法出發(fā)，選用了負指數(shù)型權(quán)函數(shù)和二維中的二次基函數(shù)，在積分中采用高斯積分。在邊界的處理上，用罰函數(shù)處理了第一類邊界條件，又使用改進的SARMA吸收邊界條件抑制了模型邊界波的反射，并作了詳細的推導(dǎo)。
　　3、采用無網(wǎng)格伽遼金法編寫了MATLAB正演程序，對隧道襯砌空洞