地質(zhì)雷達在道路工程中的應用及其數(shù)據(jù)分析研究.pdf

1、在道路工程中使用廣泛的地質(zhì)雷達是一種通過利用地下介質(zhì)的不連續(xù)性來探測地下目標的無損檢測工具，是一種高頻電磁法。與探空雷達相似，地質(zhì)雷達利用發(fā)射天線以寬頻短脈沖形式向地下發(fā)射高頻電磁波，電磁波在介質(zhì)電磁性質(zhì)不同的界面處會產(chǎn)生反射，并被接收天線所接收，通過分析電磁波在時間、空間的傳播特性實現(xiàn)探測地下目標體的空間位置、規(guī)模和物理性質(zhì)等目的。具有探測速度快、探測過程連續(xù)、操作方便靈活、分辨率高、不損壞被探測目標等特點，使得在公路、橋梁、隧道中的

2、應用日益頻繁。 地質(zhì)雷達在公路建設中的應用范圍不斷擴大，對其的研究也越來越多。地質(zhì)雷達的應用主要集中在探測目標體的空間位置、規(guī)模及物理性質(zhì)等方面，在資料處理和解釋中通常假設目標體周圍介質(zhì)是均勻的。然而事實上，應用于道路工程建設探測時，如隧道掌子面、襯砌，道路的路基路面等介質(zhì)，是由多種成分組成的，因此這些物質(zhì)的電磁性質(zhì)既取決于物質(zhì)組成成份的物理性質(zhì)，也受物質(zhì)的結構及其孔隙度、含水率、溫度等多種因素影響。在大多數(shù)情況下，這些因素在一

3、定尺度范圍內(nèi)并非處處相同。因此，天然物質(zhì)存在著不均勻性，電磁波在其中的傳播特性會因此發(fā)生一定程度的改變。當介質(zhì)出現(xiàn)不均勻性變化，電磁波在局部不均勻顆粒表面會產(chǎn)生電磁散射和繞射，使雷達波在其中的傳播特性發(fā)生畸變，產(chǎn)生地質(zhì)“噪聲”。同樣介質(zhì)對電磁波的吸收特性也會發(fā)生不同程度的改變。從而可以看出，使用的固定濾波器去噪分析是不合理的。 本文在研究淺地層地質(zhì)雷達信號處理技術時，在分析了工程中采用的固定濾波器雜波抑制效果的基礎上，把一系列對

4、信號去噪具有良好效果的濾波器引入地質(zhì)雷達信號去噪。主要工作如下所述： 1.首先介紹了地質(zhì)雷達的基本原理及其在工程中的應用情況，分析了地質(zhì)雷達信號中噪聲的畸變情況； 2.根掘現(xiàn)階段地質(zhì)雷達去噪中使用的濾波器為固定濾波器的情況，分析一些常用固定濾波器的雜波抑制效果； 3.針對地質(zhì)雷達探測數(shù)據(jù)中直達波的能量大，對數(shù)據(jù)的影響也大的特點，在數(shù)據(jù)處理時把自適應引入其中，得到了很好的去噪效果； 4.將小波分析與自適應方