黃土地區(qū)土石壩病害GPR法探測研究

目錄1 緒論…11．1 土石壩病害機理及主動探測方法…11．2 地質雷達方法介紹…21．2．1 地質雷達簡介及應用領域…21．2．2 國內外地質雷達應用狀況…41．2．3 地質雷達硬件技術…61．2．4 地質雷達儀器結構與特點…81．2．5 數(shù)據(jù)采集方法…91．2．6 地質雷達數(shù)值模擬方法…121．3 主要科學問題及發(fā)展趨勢…171．3．1 固結黃土增濕過程的混合體介電特性研究…171．3．2 壩體裂縫增濕水蝕的地質雷達正演成像特征研究…191．3．3 地質雷達二維實測數(shù)據(jù)的反演研究…222 地質雷達有耗介質傳播特性及數(shù)據(jù)后處理影響效應…242．1 地質雷達有耗介質傳播特性…242．1．1 地質雷達波在介質中的傳播機理…252．1．2 有耗介質傳播特性…272．2 地質雷達實測圖像后處理技術…302．3 黃土潛蝕實測數(shù)據(jù)解譯及分析方法…342．3．1 地質雷達圖像解析思路…342．3．2 地質雷達數(shù)據(jù)圖像的分析方法…342．3．3 地質雷達電磁波介質傳播的解析解…372．3．4 混凝土裂縫擴張及溶蝕成像特征的FDTD解析解 …392．4 地質雷達實測數(shù)據(jù)后處理技術及流程優(yōu)化研究…422．4．1 信號振幅自動增益處理效果對比…432．4．2 FIR系統(tǒng)背景去除處理效果對比…452．4．3 FIR系統(tǒng)水平疊加處理效果對比…472．4．4 IIR系統(tǒng)垂直高通濾波處理效果對比…502．4．5 反褶積處理效果對比…51 2．5 小結…543 黃土介電特性研究…553．1 黃土暗穴成因及增濕變形機理…553．1．1 黃土結構特性…553．1．2 固結黃土濕陷性及增濕變形機理…563．2 含水率-相對介電常數(shù)/電導率數(shù)理關系實驗研究…583．2．1 地質雷達波速與含水率的理論關系…583．2．2 實驗設備與測試參數(shù)…633．2．3 不同含水率黃土試樣的介電常數(shù)規(guī)律…643．2．4 不同含水率黃土試樣的電導率規(guī)律…703．3 不同頻率下及黃土介電常數(shù)規(guī)律研究…713．4 小結…724 點狀目標地質模型成像特征的正反演研究…734．1 點狀目標體成像機理及其特征分析…734．2 主要影響參數(shù)分析…754．2．1 背景介質介電參數(shù)的影響研究…754．2．2 地質雷達波主頻影響研究…794．2．3 目標體深度對成像的影響研究…824．3 典型幾何形狀的目標體成像特征數(shù)值研究…864．3．1 圓形目標體成像特征…874．3．2 矩形目標體成像特征…894．4 不良地質體介電特性對成像特征的影響研究…924．4．1 相對介電常數(shù)變化的成像特征分析…924．4．2 電導率變化的成像特征分析…964．5 點狀目標地質模型的反演研究…994．5．1 數(shù)據(jù)提取及分析…994．5．2 雙曲線長、短軸的反演計算…1064．5．3 點狀目標反演分析模型…1074．6 小結…1085 層狀地質模型成像特征的正反演研究…1105．1 層狀目標體成像機理及其特征分析…1105．1．1 雙層地質中地質雷達波反射及折射規(guī)律…1105．1．2 多層地質中地質雷達波反射及折射規(guī)律…1135．1．3 地質雷達回波波幅與相對介電常數(shù)經(jīng)驗關系…1145．2 雙層介質界面反射特性…1155．2．1 雙層介質的FDTD平均和差分數(shù)值解…1155．2．2 特殊界面的反射幅值解析解…1165．2．3 特殊界面垂直入射波的回波特性…1175．3 界面反射的波幅與墊層相對介電常數(shù)關系FDTD研究…1195．4 多層地質中的地質雷達回波計算模型…1245．4．1 多層黃土地質中地質雷達的波形數(shù)值模擬…1245．4．2 基于波幅-相對介電常數(shù)模型的四層填土模型反演研究…1285．5 小結…1306 土石壩病害探測實例分析…1326．1 長安區(qū)石砭峪水庫上游壩坡探測實例…1326．1．1 項目概況…1326．1．2 探測方法…1346．1．3 測網(wǎng)布置和定位…1356．1．4 實測數(shù)據(jù)分析…1376．2 大峪河水庫上游壩坡探測實例…1386．2．1 項目概況…1386．2．2 現(xiàn)場探測…1396．2．3 數(shù)據(jù)分析…1406．3 小結…1437 展望…144 參考文獻…145