基于探地雷达的道路地下空洞探测及识别技术研究
发布时间：2022-12-24 01:26
探地雷达技术作为一种发展迅速的无损检测方法,以其方便、高效等优点被广泛地应用到城市道路检测方面,不仅实现了道路日常养护及塌陷灾害检测的数据收集,还满足了城市道路快速检测的需求。但目前的研究大多仅限于对地下管线、空洞、不明目标体以及其他缺陷的定性解释上,对地下空洞大小的定量研究较少,不能对地下病害的严重程度进行有效的评估,因此利用探地雷达对道路地下空洞病害进行定量的分析研究具有重要意义。论文从空洞病害的模型试验出发,将数字图像处理技术引用到雷达三维探测数据的处理中,结合Matlab程序对空洞病害的雷达影像面积进行了研究,主要研究内容和成果如下:（1）设计制作了道路路基空洞病害物理模型,并利用探地雷达对其进行三维探测,通过RADAN7软件对得到的雷达数据进行处理,得到空洞病害的雷达影像切片图,利用Origin软件绘制雷达影像边界曲线并计算其面积,结果表明探地雷达三维探测能有效地确定空洞的分布、形态及尺寸等信息。（2）分析了试件的埋置深度、天线频率及介质材料对雷达图像特征的影响。同一埋置深度下,高频雷达天线因其高分辨率更能真实地反映空洞的形状信息;同一天线频率下,由于电磁波信号随着深度增加逐...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 探地雷达应用于道路检测的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文的研究内容及技术路线
1.3.1 本文的研究内容
1.3.2 技术路线
2 探地雷达的理论基础及工作原理
2.1 探地雷达的理论基础
2.1.1 电磁波的波动方程
2.1.2 电磁波的传播特性
2.2 探地雷达的基本工作原理
2.2.1 探地雷达的系统构成及工作原理
2.2.2 探地雷达探测所需的相关参数
2.2.3 探地雷达天线频率的选择原则
2.3 探地雷达的应用领域和发展趋势
2.3.1 探地雷达的特点
2.3.2 探地雷达的应用领域
2.3.3 探地雷达的发展趋势
2.4 本章小结
3 道路地下空洞成因及特征
3.1 道路地下空洞的形成原因
3.2 道路地下空洞的地球物理特征
3.3 道路地下空洞的雷达数据解译
3.4 本章小结
4 道路地下空洞病害模型试验
4.1 试验方案设计
4.1.1 砂土介质中相对介电常数的确定
4.1.2 道路路基模型及测线布置
4.1.3 试件的选取及埋深设计
4.2 空洞病害探测及雷达影像面积的确定
4.2.1 试件1埋深0.20m的探测
4.2.2 试件1埋深0.25m的探测
4.2.3 试件1埋深0.30m的探测
4.2.4 试件2埋深0.30m的探测
4.2.5 试件3埋深0.15m的探测
4.2.6 试件4埋深0.20m的探测
4.2.7 试件4埋深0.35m的探测
4.2.8 试件5埋深0.40m的探测
4.2.9 试件5埋深0.50m的探测
4.2.10 空洞病害影像面积准确性分析
4.3 本章小结
5 基于Matlab的空洞病害雷达图像自动识别技术
5.1 空洞病害雷达图像的二值化
5.2 连通域分析
5.3 形态学图像处理
5.4 地下空洞病害自动识别及面积计算
5.5 病害自动识别技术在预应力管道中的应用
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]地质雷达探测精度的分析与研究[J]. 杨红伟,薛晓轩. 测绘与空间地理信息. 2019(04)
[2]基于支持向量机的道路地下空洞量化识别方法[J]. 许献磊,李俊鹏,王亚文,鞠齐民. 工程勘察. 2019(04)
[3]探地雷达在城市道路塌陷隐患探测中的应用[J]. 郭士礼,段建先,张建锋,李修忠. 地球物理学进展. 2019(04)
[4]上海地区地面塌陷形成机理分析研究[J]. 陈敏,何招智,袁家余. 上海国土资源. 2018(04)
[5]地下管线探测雷达图特征分析[J]. 张劲松,丛鑫,杨伯钢,王星杰,刘英杰,李新煜. 地球物理学进展. 2019(03)
[6]三维探地雷达技术在道路塌陷空洞探测中的应用[J]. 王洪华,龚俊波,王敏玲,梁值欢. CT理论与应用研究. 2018(05)
[7]三维探地雷达在道路地下病害体探测中的应用[J]. 王海宁. 中国煤炭地质. 2018(08)
[8]探地雷达在公路路面变形沉降检测中的应用[J]. 郭士礼,许磊,李修忠. 地球物理学进展. 2018(03)
[9]基于探地雷达信号频带介电谱特征的公路早期病害检测[J]. 张海如,王国富,张法全. 科学技术与工程. 2018(04)
[10]探地雷达多频数据融合算法研究[J]. 许献磊,方桂,李俊鹏,梁铭烨,李泽华. 地球物理学进展. 2018(05)
博士论文
[1]地下工程结构多类型缺陷的雷达信号自动辨识方法与工程应用[D]. 徐俊.北京科技大学 2019
[2]基于雷达图像道路地下病害识别技术研究[D]. 乔旭.中国矿业大学(北京) 2017
[3]隧道衬砌内空洞探地雷达探测正反演研究[D]. 舒志乐.重庆大学 2010
硕士论文
[1]城市地下病害体风险评估技术研究[D]. 崔孝飞.华北水利水电大学 2019
[2]桥梁预应力管道灌浆密实度综合检测试验研究[D]. 吴瑞.西华大学 2019
[3]基于地质雷达测求地基缺陷的体积试验研究[D]. 常博源.河北大学 2018
[4]基于探地雷达的钢筋下部空洞检测及成像规律研究[D]. 吴昱.石家庄铁道大学 2018
[5]高速公路探测中探地雷达三维成像技术研究[D]. 王帅.哈尔滨工业大学 2018
[6]地下设施施工造成路基空洞的技术对策研究[D]. 何萌.北京建筑大学 2018
[7]基于三维探地雷达的道路无损检测技术应用研究[D]. 罗传熙.华南理工大学 2018
[8]基于gprMax的探地雷达在公路路基检测中的正演模拟[D]. 卞邶.长江大学 2018
[9]GPR在路基无损检测的应用及病害处理的研究[D]. 王翔松.河北工程大学 2017
[10]公路路基路面快速检测技术应用研究[D]. 张钊.长安大学 2017
本文编号：3725772
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 探地雷达应用于道路检测的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文的研究内容及技术路线
1.3.1 本文的研究内容
1.3.2 技术路线
2 探地雷达的理论基础及工作原理
2.1 探地雷达的理论基础
2.1.1 电磁波的波动方程
2.1.2 电磁波的传播特性
2.2 探地雷达的基本工作原理
2.2.1 探地雷达的系统构成及工作原理
2.2.2 探地雷达探测所需的相关参数
2.2.3 探地雷达天线频率的选择原则
2.3 探地雷达的应用领域和发展趋势
2.3.1 探地雷达的特点
2.3.2 探地雷达的应用领域
2.3.3 探地雷达的发展趋势
2.4 本章小结
3 道路地下空洞成因及特征
3.1 道路地下空洞的形成原因
3.2 道路地下空洞的地球物理特征
3.3 道路地下空洞的雷达数据解译
3.4 本章小结
4 道路地下空洞病害模型试验
4.1 试验方案设计
4.1.1 砂土介质中相对介电常数的确定
4.1.2 道路路基模型及测线布置
4.1.3 试件的选取及埋深设计
4.2 空洞病害探测及雷达影像面积的确定
4.2.1 试件1埋深0.20m的探测
4.2.2 试件1埋深0.25m的探测
4.2.3 试件1埋深0.30m的探测
4.2.4 试件2埋深0.30m的探测
4.2.5 试件3埋深0.15m的探测
4.2.6 试件4埋深0.20m的探测
4.2.7 试件4埋深0.35m的探测
4.2.8 试件5埋深0.40m的探测
4.2.9 试件5埋深0.50m的探测
4.2.10 空洞病害影像面积准确性分析
4.3 本章小结
5 基于Matlab的空洞病害雷达图像自动识别技术
5.1 空洞病害雷达图像的二值化
5.2 连通域分析
5.3 形态学图像处理
5.4 地下空洞病害自动识别及面积计算
5.5 病害自动识别技术在预应力管道中的应用
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]地质雷达探测精度的分析与研究[J]. 杨红伟,薛晓轩. 测绘与空间地理信息. 2019(04)
[2]基于支持向量机的道路地下空洞量化识别方法[J]. 许献磊,李俊鹏,王亚文,鞠齐民. 工程勘察. 2019(04)
[3]探地雷达在城市道路塌陷隐患探测中的应用[J]. 郭士礼,段建先,张建锋,李修忠. 地球物理学进展. 2019(04)
[4]上海地区地面塌陷形成机理分析研究[J]. 陈敏,何招智,袁家余. 上海国土资源. 2018(04)
[5]地下管线探测雷达图特征分析[J]. 张劲松,丛鑫,杨伯钢,王星杰,刘英杰,李新煜. 地球物理学进展. 2019(03)
[6]三维探地雷达技术在道路塌陷空洞探测中的应用[J]. 王洪华,龚俊波,王敏玲,梁值欢. CT理论与应用研究. 2018(05)
[7]三维探地雷达在道路地下病害体探测中的应用[J]. 王海宁. 中国煤炭地质. 2018(08)
[8]探地雷达在公路路面变形沉降检测中的应用[J]. 郭士礼,许磊,李修忠. 地球物理学进展. 2018(03)
[9]基于探地雷达信号频带介电谱特征的公路早期病害检测[J]. 张海如,王国富,张法全. 科学技术与工程. 2018(04)
[10]探地雷达多频数据融合算法研究[J]. 许献磊,方桂,李俊鹏,梁铭烨,李泽华. 地球物理学进展. 2018(05)
博士论文
[1]地下工程结构多类型缺陷的雷达信号自动辨识方法与工程应用[D]. 徐俊.北京科技大学 2019
[2]基于雷达图像道路地下病害识别技术研究[D]. 乔旭.中国矿业大学(北京) 2017
[3]隧道衬砌内空洞探地雷达探测正反演研究[D]. 舒志乐.重庆大学 2010
硕士论文
[1]城市地下病害体风险评估技术研究[D]. 崔孝飞.华北水利水电大学 2019
[2]桥梁预应力管道灌浆密实度综合检测试验研究[D]. 吴瑞.西华大学 2019
[3]基于地质雷达测求地基缺陷的体积试验研究[D]. 常博源.河北大学 2018
[4]基于探地雷达的钢筋下部空洞检测及成像规律研究[D]. 吴昱.石家庄铁道大学 2018
[5]高速公路探测中探地雷达三维成像技术研究[D]. 王帅.哈尔滨工业大学 2018
[6]地下设施施工造成路基空洞的技术对策研究[D]. 何萌.北京建筑大学 2018
[7]基于三维探地雷达的道路无损检测技术应用研究[D]. 罗传熙.华南理工大学 2018
[8]基于gprMax的探地雷达在公路路基检测中的正演模拟[D]. 卞邶.长江大学 2018
[9]GPR在路基无损检测的应用及病害处理的研究[D]. 王翔松.河北工程大学 2017
[10]公路路基路面快速检测技术应用研究[D]. 张钊.长安大学 2017
本文编号：3725772
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3725772.html
