本文關鍵詞：混凝土質量檢測的探地雷達方法技術研究與應用

  更多相關文章： 探地雷達 數(shù)值模擬 混凝土質量檢測 單層鋼筋 雙層鋼筋 空洞 無損檢測

【摘要】：近年來,我國社會主義市場經濟發(fā)展迅猛,工程建設也得到了空前的發(fā)展,其中混凝土作為工程建設的主要原料之一被廣泛的使用,混凝土施工質量直接影響到整個工程的質量,混凝土經常出現(xiàn)的問題有空洞、裂隙、不密實、厚度不夠、鋼筋缺失等。這些問題的原因有一部分是施工期間的還有一部分是后期使用中出現(xiàn)的。但是這些問題對工程會造成很大的隱患,危及人民的生命和財產安全,因此為保證施工質量,需要對這些隱患進行檢查和治理。傳統(tǒng)的混凝土檢測方法包括單孔及跨孔聲波、鉆孔電視、鉆孔取芯等,但是傳統(tǒng)方法大多為有損檢測,且存在采樣點有限,漏檢可能性大,許多隱伏問題不易被發(fā)現(xiàn)。而探地雷達作為一種無損檢測的方法,已有十多年的歷史,其理論基礎牢固,方法相對成熟,具有采集方便、分辨率高、無損、高效等優(yōu)點,在鐵路、公路、水電、市政等領域得到廣泛的應用。探地雷達在做混凝土檢測時,仍有許多問題沒有系統(tǒng)的解決,例如鋼筋直徑、單層及雙層鋼筋下空洞的檢測等。本文主要的研究內容為混凝土內鋼筋及空洞的檢測,針對鋼筋的直徑、間距、埋深以及空洞的填充、寬度、埋深等不同情況進行數(shù)值模擬,模擬中采用不同的天線中心頻率和收發(fā)距,并對模擬后的結果進行去直達波、FK偏移處理,通過分析對比研究發(fā)現(xiàn):當探測不同間距和埋深的鋼筋網時,增大探地雷達的天線中心頻率和收發(fā)距可以提高鋼筋網的橫向分辨率;當探測鋼筋網下不同大小和不同填充物的空洞時,影響空洞判識的主要因素是鋼筋網與空洞間的多次波,鋼筋對于空洞反射波波形和振幅影響不大,可通過增加天線中心頻率和收發(fā)距,FK濾波和分析單道回波曲線來提高鋼筋網下空洞的辨識。最后通過實例驗證了研究成果的正確性。本文通過研究得到的主要成果有:探地雷達天線中心頻率與鋼筋網的橫向分辨率呈正比,影響鋼筋網及空洞的辨識的主要因素為它們之間的多次波,在檢測中可通過增加天線中心頻率和收發(fā)距來提高檢測精度,并通過去直達波和FK濾波來提高雷達圖像的辨識度。本文的研究成果對于混凝土內鋼筋及鋼筋網下空洞的檢測具有指導意義,對于雙層鋼筋網和鋼筋網格下的空洞,可通過調整雷達探地雷達測量參數(shù)提高檢測的精度和效果,加強了探地雷達的應用能力。
【關鍵詞】：探地雷達 數(shù)值模擬 混凝土質量檢測 單層鋼筋 雙層鋼筋 空洞 無損檢測
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU755.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 選題依據(jù)10
• 1.2 國內外探地雷達檢測混凝土質量應用研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 研究思路12
• 1.4 研究內容和研究成果12-14
• 第2章 探地雷達基本原理及方法研究14-25
• 2.1 探地雷達的基本原理14-16
• 2.1.1 麥克斯韋方程組14-15
• 2.1.2 電磁波的波動性15-16
• 2.2 平面電磁波16-18
• 2.2.1 理想介質中的平面電磁波16
• 2.2.2 導電介質中的平面電磁波16-17
• 2.2.3 平面電磁波的反射和透射17-18
• 2.3 探地雷達的工作原理與測量方式18-22
• 2.3.1 探地雷達的工作原理18
• 2.3.2 電偶極子源18-20
• 2.3.3 電磁波在介質中的傳播速度20-21
• 2.3.4 電磁波在介質中的吸收特性21-22
• 2.4 探地雷達測量方式22-23
• 2.4.1 剖面法22-23
• 2.4.2 寬角法23
• 2.5 本章小結23-25
• 第3章 探地雷達數(shù)值模擬分析驗證25-34
• 3.1 激勵源25-26
• 3.2 探地雷達場源數(shù)值模擬驗證分析26-27
• 3.2.1 均勻介質中的電磁場數(shù)值模擬26
• 3.2.2 分界面上水平電偶極子電磁場數(shù)值模擬26-27
• 3.3 探地雷達波場數(shù)值模擬驗證分析27-33
• 3.3.1 鋼筋模型27-29
• 3.3.2 空洞模型29-31
• 3.3.3 層狀模型31-33
• 3.4 本章小結33-34
• 第4章 混凝土及其空洞的探地雷達數(shù)值模擬研究34-75
• 4.1 探地雷達分辨率34-36
• 4.1.1 垂向分辨率34
• 4.1.2 橫向分辨率34-36
• 4.2 探地雷達的探測深度36-37
• 4.3 混凝土內單層鋼筋網的探測研究37-55
• 4.3.1 鋼筋埋深對探測結果的影響37-39
• 4.3.2 鋼筋直徑對探測結果的影響39-41
• 4.3.3 天線中心頻率對單層鋼筋探測結果的影響41-44
• 4.3.4 單層鋼筋網對空洞探測結果的影響44-50
• 4.3.5 單層鋼筋網對充水空洞探測結果的影響50-54
• 4.3.6 單層鋼筋混凝土模擬成果54-55
• 4.4 混凝土內雙層鋼筋網的探測研究55-73
• 4.4.1 天線中心頻率對雙層鋼筋探測結果的影響55-59
• 4.4.2 天線收發(fā)距對雙層鋼筋及空洞探測結果的影響59-62
• 4.4.3 層鋼筋網對空洞探測結果的影響62-67
• 4.4.4 雙層鋼筋網對充水空洞探測結果的影響67-71
• 4.4.5 層鋼筋混凝土模擬成果71-73
• 4.5 本章小結73-75
• 第5章 應用實例75-81
• 5.1 單層鋼筋網探測75-76
• 5.2 層鋼筋網探測76-78
• 5.3 空洞的探測78-80
• 5.3.1 層間空洞78-79
• 5.3.2 層鋼筋網下空洞79-80
• 5.4 本章小結80-81
• 結論與建議81-83
• 致謝83-84
• 參考文獻84-87
• 攻讀學位期間取得學術成果87

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本文編號：869463