基于探地雷达技术及卷积神经网络理论的公路路基病害评价

发布时间：2020-05-31 22:47

【摘要】：公路路基病害检测是路面状况评价的重要环节,准确的检测结果对公路维修与养护决策具有决定性影响。研究表明,采用公路探地雷达检测技术来识别路基病害较其它技术具有高效、无损等优势,本文采用探地雷达技术及卷积神经网络理论对公路路基病害进行研究,对识别路基病害具有一定的工程意义。本文介绍了探地雷达检测的原理和影响检测性能的因素。在此基础上,综述了各类道路材料及包括裂缝、脱空、路基疏松等在内的公路路基病害在探地雷达信号下的典型图像特征,着重介绍了基于病害反射的探地雷达信号识别与优化算法。探地雷达技术可以有效克服路基病害的隐蔽性问题,但当前探地雷达的数据分析还依赖于人工识别。为此,本文建立了级联卷积神经网络来实现自动识别探地雷达图像所反映路基病害的任务。级联卷积神经网络系统由两个卷积神经网络组成,分别用于识别低分辨率和高分辨率探地雷达图像。神经网络的建立包括训练、验证和测试三个步骤。通过训练和测试的结果验证了级联卷积神经网络系统的稳定性。将级联卷积神经网络和其他识别算法进行比较,以论证其优越性。结果表明,级联卷积神经网络在路基病害分类训练中的识别准确率为97.46%,验证中的识别准确率为95.80%。级联卷积神经网络的识别准确性不受雷达发射频率和路面结构的影响。此外,与Sobel边缘检测和K值聚类分析相比,级联卷积神经网络系统识别精度更高。
【图文】：

图 2.1 路基不均匀沉降图 2.2 路基不均匀沉降形成原因路基不均匀沉降的形成原因介绍：均匀沉降层并非都均匀分布，众多因素如：不同土层的密度差异、相度、气候等都会造成地基不均匀沉降。其他的一些方面，，在界处、横向的半填半挖处、路基在河塘处回填等，处理方式不充分等都会引起路基不均匀沉降。尤其是软土地基，其地路基不均匀沉降均匀路基填筑不均匀软弱土基引起的差异沉降工后沉降 工期限制引起的沉降

图 2.3 路基沉陷病害图 2.4 路基沉陷病害破坏成因路基沉陷路基填料强度不够 填筑宽度不足 填筑处理不当软土地段路基施工处理不当路基填土密实度不够要求纵向分幅填筑、半填半挖搭接处理不当
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U418.5

【参考文献】

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本文编号：2690577