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地质雷达超前预报数据优化分析及工程应用
| 论文题名： | 地质雷达超前预报数据优化分析及工程应用 |
| 关键词： | 地质雷达;超前地质预报;电磁波速度;介电常数;地层结构推算;围岩级别 |
| 摘要： | 隧道开挖掘进过程中，应用地质雷达进行超前预报能够提前发现隧道掌子面前方的地质变化以及不良地质现象，可及时调整施工方法、减少工程事故提供快速准确的技术基础。然而地质雷达实测图像处理过程中存在较多干扰，导致误差较大；以及地层结构复杂，容易引起对误判而存在多解性。 本文分析电磁波的在地下介质中传播规律，建立地层模型，试图利用雷达后处理软件的交互式解释分析入手，提出合理的后处理步骤来确保原数据的直观性，研究该区域内围岩岩性对应的准确介电常数；归纳隧道中典型地质体在雷达图像中的显像特征；从而达到雷达数据的优化分析以及公路隧道围岩动态分级的目的。本文有以下主要研究内容： 1)分析地质雷达技术的发展现状，提出当前地质雷达使用过程中存在的介电常数选择、数字信号处理等亟待解决的问题和困难。 2)探讨地质雷达探测的图像识别方法，研究后处理软件平台的交互式解释模块，推算介电常数及地层结构，并利用地质素描法及时进行验证。 3)研究经自动增益、背景去除、水平叠加、高通滤波等数字信号处理后雷达图像及电磁波传播速度差异而导致的介电常数变化，并提出了合理的后处理流程，以确保数据资料干扰较少且直观准确。 4)分析了介电常数的变化特征；对采集到的雷达实验数据进行地质分层研究，剖析对比各地层中电磁波传播速度，对不同参数设置下各地层的介电常数分布散点进行归纳，根据开挖过程中的地质素描验证和岩性比对，确定了适合该区域的围岩的相对介电常数。 5)以北庄公路隧道为例，利用多次探测图像，对比总结出围岩变化带、断层破碎带、溶洞、富水带等地质体在地质雷达图像中的显像特征；根据不良地质体的分布与规模，对隧道围岩类别进行动态划分，并将预报结果与实际的地质现象对比，表明提出的地质雷达超前预报数据优化分析方法在北庄隧道的地质预报是有效的。 |
| 作者： | 吕高 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 李宁;张志强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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