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路基病害无损检测技术应用研究

作　者: 孙祺华
导　师: 徐宏武
学　校: 重庆交通大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 路基病害无损检测地质雷达高密度电法
分类号: U418.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

路基作为公路的主要组成部分,其质量的好坏,病害的严重程度关系到行车的安全。随着行车荷载的作用以及自然因素的影响,路基在运营过程中将出现各种各样、或重或轻的病害,这些病害对公路的运营造成了极大的安全隐患。社会经济的飞速发展,交通运输业随之日益繁忙,也使得运营的路基病害日益突出。因此,如何对路基病害进行客观准确的检测有效处治路基病害对于公路的安全运营显得尤为重要;如何采用全面客观、真实有效、成本低廉,低耗时、低干扰的检测方法,成为路基质量检测与评价急需解决的问题。长期以来路基工程质量检测与评价方法是采用传统开挖检查和钻孔取样试验的常规技术。鉴于无损检测技术的日趋发展与成熟,为无损检测方法引用到路基质量检测奠定了技术基础。地质雷达探测技术可用于探测地下空洞、地下埋设物、地下松软层和地下密实度情况等,具有高精度、高分辨能力、探测成果直观和现场检测快速便捷等优点;高密度电法可用于探测地下地质构造、地下含水情况、地下空洞、滑移层厚度及几何特征等,具有成本低、工作效率高、数据密度大、信息丰富,能较直观、有效、准确地反映地电断面情形等优点,故本文将研究地质雷达、高密度电法对路基病害进行无损检测的应用。通过对路基病害原因、特征的总结以及地质雷达和高密度电法探测技术方法理论、资料处理和解释进行了研究,并结合实际工程验证,开展了地质雷达和高密度电法技术用于路基工程病害检测的基础应用研究,验证了检测方法的可行性与适用性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-16
  1.1 研究的目的与意义  8-10
  1.2 国内外无损检测技术研究现状  10-12
    1.2.1 弹性波法  10
    1.2.2 直流电法  10
    1.2.3 电磁波法  10-12
  1.3 国内外地质雷达研究概况  12-13
    1.3.1 国外研究概况  12-13
    1.3.2 国内研究概况  13
  1.4 高密度电阻率法研究概况  13-15
  1.5 本文主要的研究内容和研究思路  15-16
第二章路基、路基病害及检测  16-26
  2.1 公路路基  16-22
    2.1.1 公路路基的构造与典型断面形式  16-20
    2.1.2 路基几项重要技术标准和要求  20-22
  2.2 路基病害与成因  22-24
    2.2.1 路基沉陷  22
    2.2.2 路基滑坡  22-23
    2.2.3 路基崩塌落石  23-24
    2.2.4 基床翻浆冒泥、下沉外挤  24
  2.3 路基病害检测  24-26
    2.3.1 路基检测的内容与要求  24-25
    2.3.2 路基检测的方法和技术  25
    2.3.3 本论文研究的检测方法与技术  25-26
第三章地质雷达无损检测理论基础  26-54
  3.1 电磁波理论  26-33
    3.1.1 电磁波理论方程  26-28
    3.1.2 电磁波的传播特点  28-29
    3.1.3 电磁波在两种不同介质交界面的特性  29-31
    3.1.4 电磁波在多层介质中的传播特性  31-32
    3.1.5 电磁波的发射与接收  32-33
  3.2 地质雷达探测路基原理  33-35
    3.2.1 地质雷达探测基本原理  33-34
    3.2.2 路基的结构特点及地质雷达探测路基的适用性  34-35
  3.3 地质雷达的探测性能分析  35-39
    3.3.1 电磁波的探测深度和范围  35-37
    3.3.2 分辨率  37-39
  3.4 地质雷达测量参数的选择  39-43
    3.4.1 天线中心频率  39-40
    3.4.2 采样时窗  40-41
    3.4.3 采样率  41-42
    3.4.4 扫描速度  42
    3.4.5 叠加次数  42-43
  3.5 地质雷达的测量方式  43-45
    3.5.1 剖面法  43-44
    3.5.2 多次覆盖法（共深点法）  44-45
    3.5.3 宽角法  45
    3.5.4 多天线法或天线阵列  45
  3.6 地质雷达图像数字处理  45-50
    3.6.1 数据编辑  46
    3.6.2 数字滤波技术  46-48
    3.6.3 反褶积  48
    3.6.4 偏移绕射处理  48-50
  3.7 地质雷达数据解释  50-51
    3.7.1 反射层的拾取  50
    3.7.2 时间剖面的解释  50-51
    3.7.3 雷达剖面的波形特征  51
  3.8 路基检测的雷达图像特征和识别方法  51-53
  3.9 本章小结  53-54
第四章高密度电阻率法无损检测理论基础  54-74
  4.1 电阻率法的基本原理  54-56
  4.2 高密度电阻率法基本原理  56-57
    4.2.1 垂直直流电测深  56-57
    4.2.2 电测剖面法  57
    4.2.3 电阻率层析成像  57
  4.3 高密度电阻率法的电极装置及测量  57-63
    4.3.1 固定断面扫描装置及测量  59-61
    4.3.2 变断面连续滚动扫描装置及测量  61-63
  4.4 高密度电阻率法对路基病害检测的适用性与技术要求  63-64
    4.4.1 高密度电阻率法对路基检测的适用性  63-64
    4.4.2 技术要求  64
  4.5 高密度电阻率法的资料处理与分析  64-73
    4.5.1 修饰性处理  65-71
    4.5.2 实质性处理  71-73
    4.5.3 结果图示  73
    4.5.4 分析解释原则  73
  4.6 本章小结  73-74
第五章地质雷达对塌方路基探测的应用研究  74-88
  5.1 研究目的  74
  5.2 研究的技术路线  74-78
    5.2.1 探测设备  74-75
    5.2.2 检测技术方案设计  75
    5.2.3 病害概况  75-77
    5.2.4 地质条件简述  77
    5.2.5 坍塌原因及对路基危害分析  77-78
  5.3 地质雷达探测布置  78-79
    5.3.1 地质雷达探测频率的选择  78
    5.3.2 地质雷达测线布置  78-79
  5.4 检测资料质量评价及资料分析处理  79-87
    5.4.1 资料质量评价  79
    5.4.2 资料分析处理  79-87
  5.5 结论与建议  87
  5.6 本章小结  87-88
第六章高密度电法在路基滑坡体覆盖层探测的应用研究  88-96
  6.1 研究的目的  88
  6.2 研究的技术路线  88-90
    6.2.1 探测设备  88-89
    6.2.2 检测技术方案设计  89-90
  6.3 实例工程概况  90-91
    6.3.1 病害概况  90-91
    6.3.2 地质条件简述  91
  6.4 高密度电阻率法探测效果分析  91-94
    6.4.1 高密度电阻率法探测装置的选择  91-92
    6.4.2 高密度电阻率法测线布置  92
    6.4.3 探测数据解释与分析  92-94
  6.5 本章小结  94-96
第七章结论与展望  96-97
  7.1 主要结论  96
  7.2 展望  96-97
致谢  97-98
参考文献  98-101
在学期间发表的论著及取得的科研成果  101

路基病害无损检测技术应用研究

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