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

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.

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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

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