一种基于电磁波标准图谱的堤坝隐伏病险识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电磁波标准图谱的堤坝隐伏病险识别方法，属于水网工程结构安全技术领域，包括以下步骤：S1、构建存在隐伏病险缺陷的堤坝物理模型；S2、采用电磁波法对存在隐伏病险缺陷的堤坝物理模型进行检测，建立隐伏病险缺陷的标准图谱库；S3、获取实际堤坝的待识别探测图像，将其与建立的隐伏病险缺陷标准图谱进行匹配，识别实际堤坝存在的隐伏病险缺陷。本发明专利技术不仅解决了既有技术装备探测结果多解性的难题，及以往仅依靠专业人员才能进行图谱解译的难题，实现了非专业人员读图辨识的突破，提升了管理人员隐伏病险的识别水平，而且提高了检测图像识别的准确性，且误差控制在15%以内，同时节约了委托专业检测机构咨询服务的费用和时间。务的费用和时间。务的费用和时间。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁波标准图谱的堤坝隐伏病险识别方法


[0001]本专利技术属于水网工程结构安全
，特别涉及一种基于电磁波标准图谱的堤坝隐伏病险识别方法。

技术介绍

[0002]堤防大坝是防洪减灾工程中重要的组成部分，是防御洪水泛滥，保护人民生命安全、财产安全和工农业生产的重要水利工程。堤坝在防洪、灌溉、供水、发电、航运等诸多方面发挥了巨大的经济和社会效益。
[0003]目前许多堤防大坝问题日益增多，对工程的社会效益、经济效益和全效益等带来了严重威胁。由于河道堤防介质材料与结构复杂、水库大坝体积庞大，不易布置完整的检测点来获取覆盖结构全部的观测数据。
[0004]地质雷达技术是基于地下检测目标体与围岩介质间存在的介电性差异为物质基础，利用发射天线向被检测介质发射高频(106～109Hz)的脉冲电磁波，接收天线接收由被检测介质内不同介电性界面反射回来的电磁反射波和直达波，利用介质内电磁波传播路径，电磁场强度和波形将随所通过介质的电磁性质及几何形态而变化的原理，通过研究反射波相对直达波的往返旅时、振幅、频率和相位特征，达到确定被检测介质内隐蔽物的一种检测方法。地质雷达作为一种快速扫描、分辨率高，定位准确等的地球物理探测方法，已在不同类型工程中得到大量的应用，例如在堤坝的不密实区识别、底层界面识别、堤内浸润线识别、堤内异物识别、裂缝识别、空洞识别等方面均有不同程度的应用。但采用地质雷达技术辨识堤坝险情隐伏病险的技术仍停留在需依靠专业人员才能读图辨识阶段，在不依靠专家的情况下非专业人员(例如堤防和水库管理部门及管理人员)尚不能通过图谱快速识别隐伏病险缺陷，而导致应对措施滞后，同时受个人经验对探测结果的多解性还会导致误判或漏判。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于电磁波标准图谱的堤坝隐伏病险识别方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术技术方案如下：
[0007]一种基于电磁波标准图谱的堤坝隐伏病险识别方法，包括以下步骤：
[0008]S1、构建存在隐伏病险缺陷的堤坝物理模型；
[0009]S2、采用电磁波法对存在隐伏病险缺陷的堤坝物理模型进行检测，建立隐伏病险缺陷的标准图谱库；
[0010]S3、获取实际堤坝的待识别探测图像，将其与建立的隐伏病险缺陷标准图谱进行匹配，识别实际堤坝存在的隐伏病险缺陷。
[0011]优选的，步骤S1中，所述构建存在隐伏病险缺陷的堤坝物理模型，包括以下步骤：
[0012]S11、构建堤坝物理模型；
[0013]S12、在构建的堤坝物理模型中模拟不同的隐伏病险缺陷。
[0014]优选的，所述隐伏病险缺陷包括不密实、裂缝、渗漏通道、穿堤建筑物、分层沉降、空洞或富含水中的一种或者至少两种的组合，典型但是非限制性的组合有：不密实与渗漏耦合、穿堤建筑物与渗漏耦合耦合、不密实与分层沉降耦合、及裂缝、富含水和渗漏耦合等。
[0015]优选的，步骤S3中，还包括对获取实际堤坝的待识别探测图像依次进行水平均衡、零漂校正、带通滤波及反褶积处理。
[0016]优选的，步骤S3中，所述将获取实际堤坝的待识别探测图像与建立的隐伏病险缺陷标准图谱进行匹配，识别实际堤坝存在的隐伏病险缺陷，具体为：将所述待识别探测图像与建立的隐伏病险缺陷标准图谱库进行图谱比对，获得与所述待识别探测图像特征相似度最高的隐伏病险缺陷标准图谱，然后按照隐伏病险缺陷标准图谱对应的隐伏病险缺陷对所述待识别探测图像的隐伏病险缺陷进行归类。
[0017]优选的，所述堤坝物理模型为均质黏土型堤坝模型、砂砾石土型堤坝模型和砂型土堤坝模型中的任一种；
[0018]优选的，所述堤坝物理模型包括堤基，所述堤基为单层堤基、双层堤基和三层堤基中的任一种；
[0019]优选的，所述三层堤基包括透水夹层，所述透水夹层为细砂、砂砾石和粉粘土中的任一种。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具备如下有益效果：
[0021]本专利技术通过采用电磁波法对存在不同隐伏病险缺陷的堤坝物理模型进行检测，建立了多种隐伏病险缺陷(包括单一缺陷和至少两种缺陷耦合)的电磁波标准图谱，基于建立的电磁波标准图谱，对实际堤坝的待识别探测图像进行识别，确认实际堤坝存在的隐伏病险缺陷。本专利技术不仅解决了既有技术装备探测结果多解性的难题，及代替以往仅能专业人员才能进行图谱解译的难题，实现了非专业人员读图辨识的突破，提升了管理人员隐伏病险的识别水平，而且提高了检测图像识别的准确性，且误差控制在15％以内，同时节约了委托专业检测机构咨询服务的费用和时间。
附图说明
[0022]图1为本专利技术构建的不同堤坝物理模型的示意图；
[0023]图2为本专利技术模拟的不同隐伏病险缺陷的示意图；
[0024]图3为本专利技术构建的存在隐伏病险缺陷的堤坝物理模型的示意图；
[0025]图4为本专利技术获得的分层沉降缺陷的标准图谱；
[0026]图5为本专利技术获得的裂缝缺陷的标准图谱；
[0027]图6为本专利技术获得的渗漏通道缺陷的标准图谱；
[0028]图7为本专利技术获得的穿堤建筑物缺陷的标准图谱；
[0029]图8为本专利技术获得的不密实缺陷的标准图谱；
[0030]图9为本专利技术获得的空洞缺陷的标准图谱；
[0031]图10为本专利技术获得的富含水缺陷的标准图谱；
[0032]图11为本专利技术获得的不密实与渗漏耦合缺陷的标准图谱；
[0033]图12为本专利技术获得的穿堤建筑物与渗漏耦合缺陷的标准图谱；
[0034]图13为本专利技术获得的不密实与分层沉降耦合缺陷的标准图谱；
[0035]图14为本专利技术获得的裂缝、与富含水和渗漏耦合缺陷的标准图谱；
[0036]图15为本专利技术实施例中安峰山水库主坝段隐伏病险探测区域图；
[0037]图16为本专利技术实施例中探地雷达检测的测线布置的示意图；
[0038]图17为本专利技术实施例中横向、纵向测线探地雷达检测的效果图；
[0039]图18为本专利技术实施例中桩号K0+815～K0+940纵向方向雷达检测成果剖面图；
[0040]图19为本专利技术实施例中桩号K1+200～K1+300纵向方向雷达检测成果剖面图；
[0041]图20为本专利技术实施例中桩号K0+902.5、K0+905和K0+907.5横向方向雷达检测剖面图；
[0042]图21为本专利技术提供的基于电磁波标准图谱的堤坝隐伏病险识别方法的流程图。
具体实施方式
[0043]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
[0044]一种基于电磁波标准图谱的堤坝隐伏病险识别方法，包括以下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁波标准图谱的堤坝隐伏病险识别方法，其特征在于，包括：S1、构建存在隐伏病险缺陷的堤坝物理模型；S2、采用电磁波法对存在隐伏病险缺陷的堤坝物理模型进行检测，建立隐伏病险缺陷的标准图谱库；S3、获取实际堤坝的待识别探测图像，将其与建立的隐伏病险缺陷标准图谱进行匹配，识别实际堤坝存在的隐伏病险缺陷。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隐伏病险缺陷包括不密实、裂缝、渗漏通道、穿堤建筑物、分层沉降、空洞或富含水中的一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述构建存在隐伏病险缺陷的堤坝物理模型，包括以下步骤：S11、构建堤坝物理模型；S12、在构建的堤坝物理模型中模拟不同险情的隐伏病险缺陷。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，还包括对所述获取实际堤坝的待识别探测图像依次进行水平均衡、零漂校正、带通...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆俊，明攀，孙飞，白传贞，董茂干，范向前，喻江，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：