基于堆石坝面板脱空缺陷的雷达探测技术研究与应用

发布时间：2017-04-12 07:21

  本文关键词：基于堆石坝面板脱空缺陷的雷达探测技术研究与应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：混凝土面板堆石坝各方面性能优越,有环境适应能力强、造价经济合理、安全性有保障等优点而在国内外均有广泛的运用。然而随着时间的推移,混凝土面板堆石坝的许多隐伏缺陷也逐渐暴漏出来。部分工程随着设施濒临老化,出现面板变形、大面积温度裂缝、渗水等等,严重影响了水利工程的日常应用,甚至可能造成严重的安全事故。对混凝土面板堆石坝进行快速有效的结构性监测和病害检测迫在眉睫。而探地雷达由于无损、经济、便捷等优点在许多工程领域中都有广泛应用,探地雷达通过发射电磁波,穿过探测目标物的内部,根据内部不同电磁性能的差异,识别出结构物内部的异常、分离、松散等特性。本文围绕混凝土面板堆石坝面板脱空病害探测的问题展开研究,在理论阶段系统性的分析了脱空病害的成因与可行的探测方法并进行优劣分析,得出了探地雷达对混凝土面板堆石坝脱空探测具有优越性的结论。根据探地雷达的电磁学理论与传播介质的本构方程推导出本文所采用探地雷达的原理与探测方式,以及本文参数设置的基本依据和雷达数据的处理模式。通过对白云大坝的试验性探测,不断优化与改进制定出适用于大面积倾斜面板的探地雷达最佳探测方案,通过三种不同频率的天线,得到不同深度范围内的面板内部图像,对不同程度的面板脱空病害得到不同典型图谱作为脱空参照标准,并对脱空探测结果进行现场钻芯取样验证。最终将根据探地雷达在试验阶段的成果应用于实际工程中,首次实现了对混凝土面板堆石坝的全断面无缝覆盖探测,绘制了完整的脱空病害分布等势图,研究分析了不同区域产生脱空病害分布的原因,制定了根据不同脱空病害而采取的治理方案,并对治理后的面板进行抽样扫测以验证治理成效,取得了良好的效果。为未来混凝土面板堆石坝脱空病害的探测与治理提供了理论与实践经验的双重参考标准,对维护面板堆石坝的安全可持续性工作能有着非常重要的意义。
【关键词】：探地雷达 无损检测 面板堆石坝 图像分析 脱空
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV641.43;TN957.52
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 选题工程背景和研究意义10-11
• 1.2 探地雷达的发展历程11-13
• 1.2.1 发展历程11-12
• 1.2.2 应用领域12-13
• 1.3 国内外探地雷达的研究与应用历程13-15
• 1.3.1 国外的研究与应用13-14
• 1.3.2 国内的研究与应用14-15
• 1.4 堆石坝面板脱空病害的研究现状15-21
• 1.4.1 脱空病害介绍16
• 1.4.2 混凝土面板堆石坝脱空原因16-18
• 1.4.3 混凝土面板堆石坝脱空危害及预防手段18-19
• 1.4.4 可用探测手段19-21
• 1.5 本文的研究内容与创新点21-22
• 第2章 探地雷达的基本原理及数据信息处理技术22-37
• 2.1 理论基础22-26
• 2.1.1 麦克斯韦方程组与本构方程22-23
• 2.1.2 电磁波的波动性23-24
• 2.1.3 电磁波的传播特性24-26
• 2.2 探地雷达的工作原理及探测方式26-29
• 2.2.1 工作原理26-27
• 2.2.2 探测方式27-29
• 2.3 探地雷达的相关参数29-32
• 2.3.1 性能指标参数29-30
• 2.3.2 数据采集参数30-32
• 2.4 数据处理32-35
• 2.4.1 探地雷达数据处理流程33
• 2.4.2 探地雷达常用数据处理手段及用途33-35
• 2.5 图像解释35-36
• 2.5.1 单道波形的判别35
• 2.5.2 T-D剖面图的判别35-36
• 2.6 本章小结36-37
• 第3章 针对堆石坝面板脱空缺陷的雷达探测试验37-57
• 3.1 前期准备工作37-40
• 3.1.1 场地选择及简介37
• 3.1.2 测线布置37-39
• 3.1.3 试验使用的探测雷达简介39-40
• 3.2 探测方案的优化40-43
• 3.3 雷达参数设置43-44
• 3.4 探测试验的展开44-45
• 3.5 探测数据的处理与分析45-53
• 3.6 探测试验结果的验证53-56
• 3.7 本章小结56-57
• 第4章 探测堆石坝面板脱空缺陷的工程应用57-84
• 4.1 工程简介57-59
• 4.1.1 工程概况57
• 4.1.2 探测的技术手段57-58
• 4.1.3 仪器设备58-59
• 4.2 第一阶段探测59-69
• 4.2.1 测线布置59-61
• 4.2.2 工作展开61-62
• 4.2.3 典型雷达图像62-69
• 4.3 第二阶段69-75
• 4.3.1 工作开展69-70
• 4.3.2 典型雷达图像70-75
• 4.4 第三阶段75-77
• 4.4.1 工作开展75
• 4.4.2 典型雷达图像75-77
• 4.5 脱空分布与治理77-79
• 4.5.1 脱空分布范围77-78
• 4.5.2 脱空病害的治理78-79
• 4.6 第四阶段79-83
• 4.6.1 灌浆孔附近的验证79-81
• 4.6.2 全坝面抽查验证81-83
• 4.7 本章小结83-84
• 结论和展望84-86
• 参考文献86-89
• 致谢89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 熊海华;徐耀;贾金生;赵剑明;王昊;;高混凝土面板堆石坝面板挤压破坏分析[J];水力发电;2015年01期

2 闫尚龙;朱晟;朱昌杰;;高面板堆石坝面板脱空影响因素分析[J];三峡大学学报(自然科学版);2014年03期

  本文关键词：基于堆石坝面板脱空缺陷的雷达探测技术研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：301006