[發明專利]一種鐵路路基地質雷達缺陷圖譜分析方法及裝置

有效

• 申請號: 201710942558.5
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107748392B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 鄧國兵;陳詳;彭舸;劉彥;許正科;張健;劉增旭;敬國民;曾洲;鄭學軍;王思威
• 申請（專利權）人: 中鐵八局集團建筑工程有限公司
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12;G01S13/88;G01S13/89
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐靜;詹永斌

本發明涉及鐵路工程檢測技術領域，針對現有技術存在的問題，本發明供一種鐵路路基地質雷達缺陷圖譜分析方法及裝置。本發明對地質雷達電磁波進行正演模擬，初步建立路基缺陷圖譜，分析各種類型地質雷達圖像中模擬缺陷圖譜的特征規律，形成鐵路路基模擬地質雷達典型缺陷圖譜特征庫；設置典型路基缺陷試驗區，利用地質雷達無損檢測設備進行現場測試，分別對應生成壓實區和路基典型缺陷試驗區的剖面灰度圖或波形圖；根據模擬的地質雷達典型缺陷圖譜特征庫，對上述生成壓實區和路基缺陷試驗區的剖面灰度圖或波形圖進行對比分析，分別總結出鐵路路基實測地質雷達典型缺陷圖譜特征庫；通過上述地質雷達典型缺陷圖譜特征庫，對實際鐵路路基進行快速無損檢測和缺陷判別。

技術領域

本發明涉及鐵路工程檢測技術領域，尤其是一種鐵路路基地質雷達缺陷圖譜分析方法級裝置。

背景技術

1、傳統的鐵路路基檢測方法。當前，評定鐵路路基壓實質量的檢測指標有很多，主要分為物理指標與力學指標。其中，物理指標包含壓實系數k、孔隙率n、相對密度Dr等；力學指標包含地基系數K30、變形模量Ev2、動態變形模量Evd等。這些傳統的檢測方法存在以下三個方面的不足，一是無法對路基填筑質量進行整體評價，二是其抽檢數量有限，存在檢測死角，三是檢測耗時，檢測效率低，直接影響施工進度。

2、地質雷達在其他領域中的應用。地質雷達檢測技術現已廣泛應用于隧道工程檢測、地質調查、巖土工程及其環境監測等方面，已經形成相關的缺陷圖譜識別技術，但在鐵路路基填筑質量探測方面處于探索階段，還未形成成熟的檢測方法標準和路基缺陷識別技術方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的問題，提供一種鐵路路基地質雷達缺陷圖譜分析方法及裝置。采用鐵路路基地質雷達缺陷圖譜識別方法，解決地質雷達在鐵路路基填筑質量檢測中對路基缺陷無法判別和準確定性的問題，同時也為鐵路路基無損探測提供了技術支持。

本發明采用的技術方案如下：

一種鐵路路基地質雷達缺陷圖譜分析方法包括：

對地質雷達電磁波進行正演模擬，初步建立路基缺陷圖；根據路基缺陷圖分析各種類型地質雷達圖像中模擬缺陷圖譜的特征規律，形成鐵路路基模擬地質雷達典型缺陷圖譜特征庫；

設置典型路基缺陷試驗區，利用地質雷達無損檢測設備進行現場測試，分別對應生成壓實區和路基典型缺陷試驗區的剖面灰度圖或波形圖；

根據模擬的鐵路路基地質雷達典型缺陷圖譜特征庫，對上述生成壓實區和路基缺陷試驗區的剖面灰度圖或波形圖進行對比分析，分別形成鐵路路基實測地質雷達典型缺陷圖譜特征庫；

通過上述地質雷達典型缺陷圖譜特征庫，對實際鐵路路基進行快速無損檢測和缺陷判別。

其中，路基缺陷試驗區包括大塊石試驗區、細顆粒試驗區、空洞試驗區、粗顆粒試驗區、軟黏土試驗區(軟弱夾層)以及不密實試驗區。

進一步的，所述正演模擬具體過程是：

采用GprMax2D軟件對層狀介質模型、矩形目標模型、圓形目標模型以及復雜模型進行正演模擬，形成了雙層介質幾何模型、三層介質幾何模型、軟弱層幾何模型、矩形空洞幾何模型、矩形溶洞幾何模型、大塊石幾何模型、多大塊石幾何模型、多圓形空洞幾何模型、雙層多圓形空洞幾何模型以及多形狀空洞模型的10個模型；

通過matlab對上述10個模型，進行模擬圖像的處理，分別對應得到雙層介質模型模擬缺陷圖、三層介質模型模擬缺陷圖、軟弱層模型模擬缺陷圖、矩形空洞模型模擬缺陷圖、矩形溶洞模型模擬缺陷圖、大塊石模型模擬缺陷圖、多大塊石模型模擬缺陷圖、多圓形空洞模型模擬缺陷圖、雙層多圓形空洞模型模擬缺陷圖、多形狀空洞模型模擬缺陷圖；

根據上述所有缺陷圖，生成鐵路路基模擬地質雷達典型缺陷圖譜特征庫。