隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的蓬勃發(fā)展,大量公路、鐵路、堤壩等基礎(chǔ)設(shè)施工程進(jìn)入服役期。由于工程修建時(shí)間、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和施工工藝水平參差不齊,再加上工程地質(zhì)復(fù)雜等多方面原因,導(dǎo)致服役期工程結(jié)構(gòu)往往存在不同程度的病害,開裂、滲漏、坍塌等問題頻發(fā),給基礎(chǔ)設(shè)施長期穩(wěn)定運(yùn)營帶來挑戰(zhàn)。對工程結(jié)構(gòu)隱蔽病害的準(zhǔn)確探測是實(shí)現(xiàn)工程安全狀態(tài)診斷與控制的前提。然而,常規(guī)探地雷達(dá)探測多以二維為主,僅能探測到隱蔽病害的存在,但難以提供隱蔽病害的三維空間位置等更為準(zhǔn)確信息。針對以上問題,本文將探地雷達(dá)三維逆時(shí)偏移成像方法引入工程隱蔽病害探測當(dāng)中。針對三維逆時(shí)偏移成像中波場存儲需求大的問題,采用了存儲邊界與波場重建方法以縮減內(nèi)存消耗;采用了基于能量矩陣照明改進(jìn)互相關(guān)成像條件,提高深部區(qū)域成像效果;同時(shí),針對三維逆時(shí)偏移計(jì)算效率低、耗時(shí)長的問題,實(shí)現(xiàn)了基于CUDA架構(gòu)的GPU并行加速方法。隨后以隧道襯砌及堤壩病害探測為例,總結(jié)分析出幾種較為典型的病害類型,進(jìn)行了系統(tǒng)的正演模擬和偏移成像研究。在此基礎(chǔ)上,開展了工程隱蔽病害成像模型試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了本文方法的有效性和實(shí)用性。本文的主要研究工作及成果如下:（1）基于深度照明和波場重構(gòu)改進(jìn)... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２三維探地雷達(dá)觀測方式示意圖??Ｆｉ．?２．２?３Ｄ?ＧＰＲ?ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｍａ

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??格，時(shí)窗長度為５００個(gè)時(shí)間步。??選取電磁波在Ｘ－Ｙ平面的波場快照作為驗(yàn)證，如圖２．４所示。當(dāng)激發(fā)點(diǎn)發(fā)射??電磁波信號后，電磁波以激發(fā)點(diǎn)為中心向周圍傳播。當(dāng)電磁波傳播至模型邊界時(shí)，??完全匹配層能夠有效的使電磁波信號快速衰減，未產(chǎn)生反射波。圖２．４證明了本??文所使用的三維正演迭代方法和吸收邊界條件是有效的，可為三維逆時(shí)偏移波場??正傳與反傳過程提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)。??「―?■?丨Ｉ０＂丨?二＿?：人?■削??Ｍ?＿?２０?■?ｔｌｎ??４０?（｛?）＞?°?ｉ?Ｉ?ｒ??ＩＸ?ｙ??８０??■?－０．０１５??＾．０５?１００??１?■?＊０．０２??２０?４０?６０?８０?１００?２０?４０?６０?８０?１００??Ｔｉｍｅ?ｓｔｃｐ＾ｌＯＯ?Ｔｉｍｅ?ｓｌｅｐ＝２００??ｘ１０＇３??｜〇ｍ?＾?＾?Ｉ??§?Ｉ?：５／?＾?：??Ｓｉ?％、??２〇?４０?６０?８０?１００?１〇０?２０?４０?６０?８０?１００??Ｔｉｎｕｓｌｅｐ＝３００?Ｔｉｍｅ?？ｔｅｐ＝４００??圖２．４迭代步數(shù)為１００，２００，３００，４００時(shí)的波場快照??Ｆｉｇ．?２．４?Ｗａｖｅｆｉｅｌｄ?ｓｎａｐｓｈｏｔ?ａｔ?ｔｉｍｅ?ｓｔｅｐｌＯＯ，２００，３００＾４００??２．３存儲邊界波場重建方法??逆時(shí)偏移成像方法常使用互相關(guān)成像條件，需要保存正向傳播波場的全時(shí)刻??全空間數(shù)據(jù)，內(nèi)存占用巨大。在三維逆時(shí)偏移應(yīng)用中，直接保存正向傳播波場數(shù)??據(jù)所需的內(nèi)存已經(jīng)變得不可接受

Ｆｉｇ．?２．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｔｏｒａｇｅ?ｐｏｌｉｃｙ，?（ａ）?Ｂｏｕｎｄａｒｙ?ｓｔｏｒａｇｅ?ｐｏｌｉｃｙ；?（ｂ）??Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ?ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｂｏｕｎｄａｒｙ?ｓｔｏｒａｇｅ?ｐｏｌｉｃｙ??基于有效內(nèi)部邊界存儲策略｜８７］，在正傳過程中存儲區(qū)域?yàn)閳D２．５（ｂ）中紅色區(qū)??域，逆時(shí)重構(gòu)區(qū)域?yàn)橹虚g白色區(qū)域（ｊ）。在逆時(shí)偏移過程的波場反傳環(huán)節(jié)，基于紅??色區(qū)域的值進(jìn)行計(jì)算波場重構(gòu)計(jì)算，通過一個(gè)額外的正演計(jì)算過程將正傳波場重??新計(jì)算出來。此外，由于整個(gè)計(jì)算過程并不包括吸收邊界，因而迭代方程中并不??包含卷積項(xiàng)，只需要將正演迭代方程進(jìn)行簡單變換即可。以盡分量重建為例，計(jì)??算過程中迭代方程為??ｓ（ｉ＋＼ｊ，ｋ）?ｃｒ（ｉ＋］－Ｊ，ｋ）???Ａ?１?Ａ???Ｅ：（ｉ＾－，ｊ，ｋ）?＝?—ｆ?ｆ——ＥＴ＼ｉ＋＼－ｊ，ｋ）??ｅ（ｉ＋－


本文編號：3109902