探地雷達逆時偏移在隧道襯砌空洞成像中的應用

作者：呂玉增,王洪華,龔俊波

摘要：隧道襯砌空洞的精確定位一直是隧道質量檢測的難題之一。常規單程波偏移受橫向速度變化和傾角限制影響較大,無法將繞射波精確歸位到襯砌空洞的真實空間位置,成像精度不高。本文提出了一種基于探地雷達(GPR)逆時偏移的隧道襯砌空洞成像方法。首先從電磁波動方程出發,詳細闡述了GPR逆時偏移原理,其中時域有限差分法(FDTD)用于計算反傳電磁波場,基于爆炸反射面概念的零時刻成像條件用于獲取逆時偏移結果。在此基礎上,編制了相應的GPR逆時偏移程序,應用該程序對一典型隧道襯砌空洞模型的GPR正演數據和襯砌空洞物理模型的實測數據進行逆時偏移成像,并與克希霍夫偏移剖面進行對比。對比結果表明:逆時偏移能將鋼筋網和空洞處的繞射波更好地收斂于真實位置,多次波和雜亂散射波壓制效果更好,分辨率更高。此外,通過不同程度噪聲的逆時偏移結果對比,表明逆時偏移具有較強地抗干擾能力,可用于強干擾等復雜環境下的雷達剖面精確解譯。

發文機構：桂林理工大學地球科學學院 廣西隱伏金屬礦產勘查重點實驗室

關鍵詞：隧道襯砌空洞探地雷達逆時偏移零時刻成像條件Tunnel lining cavityground-penetrating radar(GPR)reverse-time migration(RTM)zero-time imaging condition

分類號： U45[建筑科學—橋梁與隧道工程]