隧道衬砌探地雷达检测数值解析及应用

doi:10.3973/j.issn.1672-741X.2016.11.009

中国科学引文数据库（CSCD）来源期刊
中文核心期刊中文科技核心期刊
Scopus RCCSE中国核心学术期刊
美国EBSCO数据库俄罗斯《文摘杂志》
《日本科学技术振兴机构数据库（中国）》

隧道建设（中英文） ›› 2016, Vol. 36 ›› Issue (11): 1343-1347.DOI: 10.3973/j.issn.1672-741X.2016.11.009

隧道衬砌探地雷达检测数值解析及应用

许德根¹，杨天春¹，程辉²，张启¹

(1. 湖南科技大学土木工程学院, 湖南湘潭 411201; 2. 湖南科技大学先进矿山装备教育部工程研究中心, 湖南湘潭 411201)

收稿日期:2016-03-16 修回日期:2016-04-24 出版日期:2016-11-20 发布日期:2016-11-30
作者简介:许德根（1990—），男，安徽桐城人，湖南科技大学地质工程专业在读硕士，研究方向为工程物探及无损检测。Email： xudegen528@163.com。
基金资助:
湖南省研究生科研创新基金项目(CX2015B495)

Numerical Simulation of Ground Penetrating Radar Detection for Tunnel Lining and Its Application

XU Degen¹, YANG Tianchun¹, CHENG Hui², ZHANG Qi¹

（1. College of Civil Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, Hunan, China; 2. Engineering Research Center of Advanced Mining Equipment, Ministry of Education, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, Hunan, China）

Received:2016-03-16 Revised:2016-04-24 Online:2016-11-20 Published:2016-11-30

摘要/Abstract

摘要：

基于时域有限差分法和有限单元法，对隧道衬砌中钢筋网下的脱空和衬砌背后的脱空进行二维正演模拟，并与实例结果进行对比分析。结果表明: 雷达天线的中心频率越高，其分辨率越高，区分的效果越好；钢筋的密度越小，雷达探测脱空区域的效果越好。通过正演模拟和工程实测相结合，可提高采用探地雷达进行隧道衬砌检测的准确性及解释精度。

关键词: 隧道衬砌, 探地雷达, 有限单元法, 时域有限差分法, 数值模拟

Abstract:

Twodimensional forward model of hollow beneath the steel fabric of tunnel lining and behind tunnel lining is established based on finite difference time domain (FDTD) method and finite element method (FEM). The modeling results are compared with actual case. The results show that: 1） The higher the center frequency of the radar antenna is, the higher the resolution is, and the better the interpretation is. 2) The smaller the density of the reinforcement is, the better the detection effect of radar is. The accuracy and interpretation precision of ground penetrating radar （GPR） detection of tunnel lining can be improved by combining the forward simulation method and site monitoring.

Key words: tunnel lining, GPR, FEM, FDTD, numerical simulation

中图分类号:

U 456

许德根，杨天春，程辉，张启. 隧道衬砌探地雷达检测数值解析及应用[J]. 隧道建设, 2016, 36(11): 1343-1347.

XU Degen, YANG Tianchun, CHENG Hui, ZHANG Qi. Numerical Simulation of Ground Penetrating Radar Detection for Tunnel Lining and Its Application[J]. Tunnel Construction, 2016, 36(11): 1343-1347.

[1]	邓方进. 探地雷达钢筋正演模拟及偏移成像研究[J]. 隧道建设, 2019, 39(S1): 188-193.
[2]	方晓正, 薛亚东. 冲击回波法精细探测公路隧道衬砌空洞的模型试验及分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(8): 1284-1292.
[3]	邢修举. 岩溶隧道瞬变电磁三维超前探测技术研究[J]. 隧道建设, 2019, 39(2): 287-293.
[4]	路平，耿艳，张稳军，张友良. 平行隧道穿越形式对砌体建筑变形的影响研究[J]. 隧道建设, 2019, 39(1): 60-67.
[5]	张崇民，张凤凯，李尧. 隧道施工不良地质探地雷达超前探测全波形反演研究[J]. 隧道建设, 2019, 39(1): 102-109.
[6]	刘方宇，丁文其，巩一凡，魏于量. 沉井式预制拼装结构壳-接头模型的三维数值模拟[J]. 隧道建设, 2018, 38(S2): 190-201.
[7]	陈望祺, 刘保东, 刘瑞, 井立江. 波纹钢板套衬解决隧道衬砌掉落病害的效果分析[J]. 隧道建设, 2018, 38(S2): 384-388.
[8]	黄磊，范建国，唐协，方勇. 低瓦斯公路隧道横通道附近流场分析及优化[J]. 隧道建设, 2018, 38(S1): 97-103.
[9]	杨春山，魏立新，陈凌伟，汪传智. 高水位环境下沉管隧道模袋砂围堰破坏模式研究[J]. 隧道建设, 2018, 38(9): 1505-1512.
[10]	龚彦峰，陈文博，房倩. 隧道衬砌可靠指标的优化求解方法[J]. 隧道建设, 2018, 38(8): 1286-1292.
[11]	于丽，蔡闽金. 郑万高铁隧道大型机械化配套全断面法施工围岩-支护结构相互作用力学特性研究[J]. 隧道建设, 2018, 38(8): 1316-1323.
[12]	金生吉，陈华，舒哲，何丽娟. 明挖公路隧道基坑钢支撑轴力监测与数值模拟分析[J]. 隧道建设, 2018, 38(5): 740-746.
[13]	陈家康，刘陕南，肖晓春，吴俊，李磊，汪磊. 复合地层中超大直径泥水盾构施工开挖面泥水压力确定方法研究[J]. 隧道建设, 2018, 38(4): 619-626.
[14]	张铨婧，莫海鸿，黄臣瑞，陈俊生. 预制综合管廊橡胶密封垫受压性能研究及断面设计[J]. 隧道建设, 2018, 38(3): 399-405.
[15]	吴丰收，花晓鸣. 基于探地雷达的隧道衬砌空洞高精度正演识别研究[J]. 隧道建设, 2017, 37(S1): 13-19.

隧道衬砌探地雷达检测数值解析及应用

Numerical Simulation of Ground Penetrating Radar Detection for Tunnel Lining and Its Application

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价