一种铁路路基地质雷达缺陷图谱分析方法及装置制造方法及图纸
A method and device for analyzing the defect Atlas of the railway subgrade geological radar
The invention relates to the field of railway engineering detection technology. Aiming at the problems existing in the existing technology, the invention provides a method and device for analyzing the defect spectrum of railway subgrade geological radar. The invention of the geological radar electromagnetic wave modeling, the initial establishment of subgrade defect map, analysis of the characteristics of various types of defects of the rule to simulate the geological radar image, geological radar simulation of railway subgrade typical defects of base formation; set up a typical roadbed defect testing, nondestructive testing equipment was tested by using geological radar, respectively generating a typical defect test area and subgrade compaction profile of grayscale or waveform; according to the geological radar typical defect map database simulation, the formation of compaction zone and subgrade defect test area profile grayscale or waveform were analyzed, respectively, summed up the railway subgrade geological radar typical defect map library; through the above geological radar typical defect map library, fast nondestructive testing and lack of actual railway subgrade Trap discrimination.
【技术实现步骤摘要】
一种铁路路基地质雷达缺陷图谱分析方法及装置
本专利技术涉及铁路工程检测
，尤其是一种铁路路基地质雷达缺陷图谱分析方法级装置。
技术介绍
1、传统的铁路路基检测方法。当前，评定铁路路基压实质量的检测指标有很多，主要分为物理指标与力学指标。其中，物理指标包含压实系数k、孔隙率n、相对密度Dr等；力学指标包含地基系数K30、变形模量Ev2、动态变形模量Evd等。这些传统的检测方法存在以下三个方面的不足，一是无法对路基填筑质量进行整体评价，二是其抽检数量有限，存在检测死角，三是检测耗时，检测效率低，直接影响施工进度。2、地质雷达在其他领域中的应用。地质雷达检测技术现已广泛应用于隧道工程检测、地质调查、岩土工程及其环境监测等方面，已经形成相关的缺陷图谱识别技术，但在铁路路基填筑质量探测方面处于探索阶段，还未形成成熟的检测方法标准和路基缺陷识别技术方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种铁路路基地质雷达缺陷图谱分析方法及装置。采用铁路路基地质雷达缺陷图谱识别方法，解决地质雷达在铁路路基填筑质量检测中对路基缺陷无法判别和准确定性的...
【技术保护点】
一种铁路路基地质雷达缺陷图谱分析方法，其特征在于包括：对地质雷达电磁波进行正演模拟，初步建立路基缺陷图；根据路基缺陷图分析各种类型地质雷达图像中模拟缺陷图谱的特征规律，形成铁路路基模拟地质雷达典型缺陷图谱特征库；设置典型路基缺陷试验区，利用地质雷达无损检测设备进行现场测试，分别对应生成压实区和路基典型缺陷试验区的剖面灰度图或波形图；根据模拟的铁路路基地质雷达典型缺陷图谱特征库，对上述生成压实区和路基缺陷试验区的剖面灰度图或波形图进行对比分析，分别形成铁路路基实测地质雷达典型缺陷图谱特征库；通过上述地质雷达典型缺陷图谱特征库，对实际铁路路基进行快速无损检测和缺陷判别；其中，路...
【技术特征摘要】
1.一种铁路路基地质雷达缺陷图谱分析方法，其特征在于包括：对地质雷达电磁波进行正演模拟，初步建立路基缺陷图；根据路基缺陷图分析各种类型地质雷达图像中模拟缺陷图谱的特征规律，形成铁路路基模拟地质雷达典型缺陷图谱特征库；设置典型路基缺陷试验区，利用地质雷达无损检测设备进行现场测试，分别对应生成压实区和路基典型缺陷试验区的剖面灰度图或波形图；根据模拟的铁路路基地质雷达典型缺陷图谱特征库，对上述生成压实区和路基缺陷试验区的剖面灰度图或波形图进行对比分析，分别形成铁路路基实测地质雷达典型缺陷图谱特征库；通过上述地质雷达典型缺陷图谱特征库，对实际铁路路基进行快速无损检测和缺陷判别；其中，路基缺陷试验区包括大块石试验区、细颗粒试验区、空洞试验区、粗颗粒试验区、软弱层以及不密实试验区。2.根据权利要求1所述的一种铁路路基地质雷达缺陷图谱分析方法，其特征在于所述正演模拟具体过程是：采用GprMax2D软件对层状介质模型、矩形目标模型、圆形目标模型以及复杂模型进行正演模拟，形成了双层介质几何模型、三层介质几何模型、软弱层几何模型、矩形空洞几何模型、矩形溶洞几何模型、大块石几何模型、多大块石几何模型、多圆形空洞几何模型、双层多圆形空洞几何模型以及多形状空洞模型的10个模型；通过matlab对上述10个模型，进行模拟图像的处理，分别对应得到双层介质模型模拟缺陷图、三层介质模型模拟缺陷图、软弱层模型模拟缺陷图、矩形空洞模型模拟缺陷图、矩形溶洞模型模拟缺陷图、大块石模型模拟缺陷图、多大块石模型模拟缺陷图、多圆形空洞模型模拟缺陷图、双层多圆形空洞模型模拟缺陷图、多形状空洞模型模拟缺陷图；根据上述所有缺陷图，生成路基模拟缺陷特征图谱库。3.根据权利要求2所述的一种铁路路基地质雷达缺陷图谱分析方法，其特征在于层介质模型中，层与层之间由于电性参数的差异，在层介质模型模拟缺陷图生成路基缺陷图谱特征时至少存在层分界面特征：根据电磁波在介质层中的传播速度v及走时t，算出路基缺陷深度s，进而确定层分界面的具体位置；其中s＝v*t，不同层介质模型模拟缺陷图中ε不同；ε是经验值；矩形模型模拟缺陷图生成路基缺陷图谱特征时存在层分界面特征，根据电磁波的传播速度v以及双程走时t，推算出算出路基缺陷深度s，进而确定目标体的位置与大小；其中s＝v*t，不同矩形模型模拟缺陷图ε不同；ε是经验值；c表示光传播速度；圆形模型模拟缺陷图生成路基缺陷图谱特征时目标体图像呈现出双曲线特征。4.根据权利要求3所述的一种铁路路基地质雷达缺陷图谱分析方法，其特征在于各个层介质模型、矩形模型中不同经验值ε、t得到不同s；层介质模型模拟缺陷图生成路基缺陷图谱特征具体形成过程是：1)双层介质模型中算出路基缺陷深度s，则双层介质模型的分界面在距离顶层垂直距离为s的面为双层介质模型分界面；2)三层介质模型中算出路基缺陷深度s，则三层介质模型的第一个分界面为距离顶层距离为s的面为三层介质模型第一层分界面；顶层到第一层分界面为第一层介质，第一层分界面朝向地下方向为第二层介质；然后计算电磁波在第二层介质中不同的ε计算电磁波在第二层介质中的传播速度v2，测得电磁波在第二层介质走时t1，计算第二层介质路基缺陷深度s1，则三层介质模型的第二个分界面为距离第一次分界面距离为s1的面为三层介质模型第二层分界面；由此，得到三层介质模型的两个分界面以及路基缺陷深度不同的三个介质层；或，3)软弱层模型中算出路基缺陷深度s，则软弱层模型中第一个分界面为距离顶层距离为s的面为三层介质模型第一层分界面；顶层到第一层分界面为第一层介质，第一层分界面朝向地下方向为第二层介质；然后计算电磁波在第二层介质中不同的ε计算电磁波在第二层介质中的传播速度v2，测得电磁波在第二层介质走时t1，计算第二层介质路基缺陷深度s1，则三层介质模型的第二个分界面为距离第一次分界面距离为s1的面为三层介质模型第二层分界面；由此，得到三层介质模型的两个分界面以及第一介质层、第三介质层路基缺陷深度相同，并且与第二介质层缺陷深度不同的三个介质层。5.根据权利要求3...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓国兵，陈详，彭舸，刘彦，许正科，张健，刘增旭，敬国民，曾洲，郑学军，王思威，
申请(专利权)人：中铁八局集团建筑工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51
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