基于并行计算的地质雷达正演模拟及典型岩溶洼地地质特征智能识别
发布时间：2021-08-19 17:36
我国西南地区高速公路建设面临着大量的岩溶洼地的岩溶地质问题,其土洞、溶洞的潜在塌陷给高速公路的建设和运营带来了极大的危害。探明岩溶洼地中土洞、溶洞等地质异常体所处的位置、类型、充填情况并进行针对性处理,对于高速公路的安全建设和运营具有较为重要的意义。地质雷达作为一种快速、无损、高效的检测方法,已成为典型岩溶洼地地质异常体勘查的主要手段。随着地质雷达检测数据量的迅速增加,人工对地质雷达图像进行判别已经无法满足工程检测对于地质雷达图像快速、准确判别的需求。本文以宜毕高速公路岩溶洼地区路基勘查为背景,以实现典型岩溶洼地地质雷达图像的快速、智能识别为目的,通过实地调查、理论分析等手段划分岩溶洼地的主要地质模式;开发基于并行计算的快速地质雷达正演模拟软件;基于岩溶洼地地质模式,模拟不同地质异常体,不同相对介电常数模式下的地质雷达扫描图像;使用岩溶洼地地质雷达正演模拟图像数据集训练深度学习目标检测算法;主要成果如下:（1）根据岩溶洼地地质成因、排水方式等因素对岩溶洼地的地质模式进行了详细的划分;建立了在复杂地质条件下粘土层相对介电常数与深度的关系。（2）为提高地质雷达正演模拟准确度,本文推导了二维...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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?北京交通大学硕士学位论文???２．１．１覆盖洼地??覆盖洼地常发生在古岩溶塌陷区，由冲沉积物、表层沉积物等粘土物质充填古??岩溶塌陷形成。覆盖土层性质单一，多为分选性较好的粘土层。在覆盖层下往往存??在较发育的溶蚀裂隙网络或仍在发育的岩溶结构，共同构成洼地水的排泄通道［８］。??图２－２展示了典型的覆盖层岩溶洼地发育特征。该类型洼地地表较为平缓，地表无??典型岩溶现象出露，常导致在勘查中忽视此类洼地存在的潜在危害。如由于粘土覆??盖层厚度以及基岩深度的不同，导致的不同位置的地基承载存在较大差异，而出现??的路基、地基不均匀沉降现象，给道路的运营安全带来较大的危害。??
为风化程度较高的粘性土，底部常有厚薄不均匀的含粘土砾石层，共同构成了溶蚀??洼地的粘土覆盖层。覆盖层中下部常分布有规模不一的隐伏土洞。??在溶蚀洼地覆盖层下常发育有类似石林状构造，如图２－３所示。在溶蚀洼地的??发育初期，近地表岩层因应力释放产生多处岩石裂隙，这些裂隙在地表水以及粘土??颗粒不断冲刷与腐蚀作用下不断向下扩张。同时，靠近地表的岩层的次生孔隙发育??速度加快，使得上层裂隙相互联通直至被消磨掉，并进一步导致裂隙的加速向下发??展，由于可溶岩矿物组成的不同以及不同位置的裂隙发育速度不同，在多个位置形??成地表水、裂隙水的小型排水中心。这些小型排水中心裂隙进一步向下发展，就形??成了类似石林状的构造模式。当某一小型排水中心处的裂隙继续向下发育并且与??基岩下排水网络相联通时，就形成了整个溶蚀洼地的排水中心。在溶蚀洼地排水中??心处的可溶岩的溶解速度更快，次生孔隙的发育速度进一步加快，并且剥夺了周围??小型排水中心的排水能力
【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应多尺度第二代小波配点法探地雷达数值模拟[J]. 冯德山,王珣. 地球物理学报. 2018(09)
[2]贵州绥阳双河洞白云岩溶洞群成因研究[J]. 蒋玺,龙克树,刘纯军,吕方,李华. 地质论评. 2018(03)
[3]岩溶地区高层建筑刚性桩复合地基现场试验研究[J]. 陶景晖,金如元,陆飞,穆保岗,卢中强,戴国亮. 建筑结构学报. 2017(06)
[4]国务院关于印发“十三五”现代综合交通运输体系发展规划的通知[J]. 中华人民共和国国务院公报. 2017(08)
[5]表层岩溶带土壤温度和体积含水率对夏季暴雨事件的响应[J]. 吴夏,潘谋成,朱晓燕,白晓,张碧云,张美良. 中国岩溶. 2016(03)
[6]典型岩溶洼地土壤水分的空间分布及影响因素[J]. 张继光,苏以荣,陈洪松,孔祥丽,张伟,张久权,申国明. 生态学报. 2014(12)
[7]单层土体结构岩溶土洞的形成机理[J]. 蒋小珍,雷明堂,管振德. 中国岩溶. 2012(04)
[8]饱和砂性土孔隙水电导率特性及测试技术[J]. 陈仁朋,陈伟,王进学,陈云敏. 岩土工程学报. 2010(05)
[9]铁路路基雷达探测图像的自动解释技术研究[J]. 廖立坚,杨新安,丁春林. 土木工程学报. 2009(06)
[10]现代岩溶学在中国的发展[J]. 袁道先. 地质论评. 2006(06)
博士论文
[1]铁路路基雷达探测图像病害识别算法与风险评估模型研究[D]. 徐昕军.中国矿业大学(北京) 2018
[2]黄土填方介电参数特性及地质雷达回波的正演与解译研究[D]. 吕高.西安理工大学 2016
[3]广西红黏土土质特征及土性改良研究[D]. 蒋文宇.广西大学 2015
[4]随机等效介质探地雷达探测技术和参数反演[D]. 李静.吉林大学 2014
[5]高速铁路厚覆盖型岩溶路基地质工程问题系统研究[D]. 唐万春.成都理工大学 2011
[6]时域有限差分法中完全匹配层的实现算法研究[D]. 李建雄.天津大学 2007
[7]土的电磁特性及同轴电缆电磁波反射技术研究[D]. 梁志刚.浙江大学 2005
硕士论文
[1]贵州红粘土的孔隙特殊性及形成原因探讨[D]. 尤英锋.贵州大学 2016
[2]基于分形理论的昆明东部岩溶负地形发育特征研究[D]. 万廷剑.成都理工大学 2015
[3]地质雷达探测求取目标体体积的研究[D]. 牛振峰.湖南大学 2014
[4]粘土中结合水特性及其测试方法研究[D]. 袁建滨.华南理工大学 2012
本文编号：3351843
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一l典型岩溶洼地Fig.2一1巧Pi阔karstdepr.ss全叨
?北京交通大学硕士学位论文???２．１．１覆盖洼地??覆盖洼地常发生在古岩溶塌陷区，由冲沉积物、表层沉积物等粘土物质充填古??岩溶塌陷形成。覆盖土层性质单一，多为分选性较好的粘土层。在覆盖层下往往存??在较发育的溶蚀裂隙网络或仍在发育的岩溶结构，共同构成洼地水的排泄通道［８］。??图２－２展示了典型的覆盖层岩溶洼地发育特征。该类型洼地地表较为平缓，地表无??典型岩溶现象出露，常导致在勘查中忽视此类洼地存在的潜在危害。如由于粘土覆??盖层厚度以及基岩深度的不同，导致的不同位置的地基承载存在较大差异，而出现??的路基、地基不均匀沉降现象，给道路的运营安全带来较大的危害。??
为风化程度较高的粘性土，底部常有厚薄不均匀的含粘土砾石层，共同构成了溶蚀??洼地的粘土覆盖层。覆盖层中下部常分布有规模不一的隐伏土洞。??在溶蚀洼地覆盖层下常发育有类似石林状构造，如图２－３所示。在溶蚀洼地的??发育初期，近地表岩层因应力释放产生多处岩石裂隙，这些裂隙在地表水以及粘土??颗粒不断冲刷与腐蚀作用下不断向下扩张。同时，靠近地表的岩层的次生孔隙发育??速度加快，使得上层裂隙相互联通直至被消磨掉，并进一步导致裂隙的加速向下发??展，由于可溶岩矿物组成的不同以及不同位置的裂隙发育速度不同，在多个位置形??成地表水、裂隙水的小型排水中心。这些小型排水中心裂隙进一步向下发展，就形??成了类似石林状的构造模式。当某一小型排水中心处的裂隙继续向下发育并且与??基岩下排水网络相联通时，就形成了整个溶蚀洼地的排水中心。在溶蚀洼地排水中??心处的可溶岩的溶解速度更快，次生孔隙的发育速度进一步加快，并且剥夺了周围??小型排水中心的排水能力
【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应多尺度第二代小波配点法探地雷达数值模拟[J]. 冯德山,王珣. 地球物理学报. 2018(09)
[2]贵州绥阳双河洞白云岩溶洞群成因研究[J]. 蒋玺,龙克树,刘纯军,吕方,李华. 地质论评. 2018(03)
[3]岩溶地区高层建筑刚性桩复合地基现场试验研究[J]. 陶景晖,金如元,陆飞,穆保岗,卢中强,戴国亮. 建筑结构学报. 2017(06)
[4]国务院关于印发“十三五”现代综合交通运输体系发展规划的通知[J]. 中华人民共和国国务院公报. 2017(08)
[5]表层岩溶带土壤温度和体积含水率对夏季暴雨事件的响应[J]. 吴夏,潘谋成,朱晓燕,白晓,张碧云,张美良. 中国岩溶. 2016(03)
[6]典型岩溶洼地土壤水分的空间分布及影响因素[J]. 张继光,苏以荣,陈洪松,孔祥丽,张伟,张久权,申国明. 生态学报. 2014(12)
[7]单层土体结构岩溶土洞的形成机理[J]. 蒋小珍,雷明堂,管振德. 中国岩溶. 2012(04)
[8]饱和砂性土孔隙水电导率特性及测试技术[J]. 陈仁朋,陈伟,王进学,陈云敏. 岩土工程学报. 2010(05)
[9]铁路路基雷达探测图像的自动解释技术研究[J]. 廖立坚,杨新安,丁春林. 土木工程学报. 2009(06)
[10]现代岩溶学在中国的发展[J]. 袁道先. 地质论评. 2006(06)
博士论文
[1]铁路路基雷达探测图像病害识别算法与风险评估模型研究[D]. 徐昕军.中国矿业大学(北京) 2018
[2]黄土填方介电参数特性及地质雷达回波的正演与解译研究[D]. 吕高.西安理工大学 2016
[3]广西红黏土土质特征及土性改良研究[D]. 蒋文宇.广西大学 2015
[4]随机等效介质探地雷达探测技术和参数反演[D]. 李静.吉林大学 2014
[5]高速铁路厚覆盖型岩溶路基地质工程问题系统研究[D]. 唐万春.成都理工大学 2011
[6]时域有限差分法中完全匹配层的实现算法研究[D]. 李建雄.天津大学 2007
[7]土的电磁特性及同轴电缆电磁波反射技术研究[D]. 梁志刚.浙江大学 2005
硕士论文
[1]贵州红粘土的孔隙特殊性及形成原因探讨[D]. 尤英锋.贵州大学 2016
[2]基于分形理论的昆明东部岩溶负地形发育特征研究[D]. 万廷剑.成都理工大学 2015
[3]地质雷达探测求取目标体体积的研究[D]. 牛振峰.湖南大学 2014
[4]粘土中结合水特性及其测试方法研究[D]. 袁建滨.华南理工大学 2012
本文编号：3351843
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