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基于改进后向投影算法的地质雷达探测岩体裂隙的成像方法
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:《岩土工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU43[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:山东大学岩土与结构工程研究中心,山东济南250061
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目(2013CB036002,2015CB058101);国家重大仪器设备研制专项(51327802);国家自然科学基金重点项目(51139004)
中文摘要:

利用地质雷达(GPR)提前识别、探明裂隙对于认识岩体结构、预防岩体灾变十分重要,由于多次反射、绕射等问题,地质雷达对于较复杂裂隙网络的探测结果识别解译困难,后向投影(BP)算法能够获得高分辨的雷达成像,但是传统BP算法成像中杂波干扰严重,降低了地质雷达成像效果和分辨率。据此提出了改进BP算法,利用待成像点在各道上的雷达响应值之间的相关性,通过2次快速互相关操作增强了对其他点的干扰的抑制作用,并采用电磁波衰减补偿系数对地质雷达成像结果进行补偿,实现提高地质雷达的成像效果的目的。针对几种典型的岩体裂隙网络开展了地质雷达正演模拟和基于改进BP算法的成像仿真,同时利用物理模型试验进行了验证,发现利用基于改进的BP算法可以实现对裂隙网络的位置和形态进行成像,与传统的BP算法相比具有更强的干扰抑制效果。

英文摘要:

The groundpenetratingradar (GPR) can be used to identify and detect the rock fractures in advance,and it’s very important for the understanding of rock structures and the prevention of rock disasters. Due to the multiple reflections, diffractions and other issues, the identification and interpretationof the resultsfor GPR detectionwith more complexfracture networks is difficult.The back projection (BP) algorithm can be used to obtain high-resolution radar imaging, but the serious noise jamming of the traditional BP algorithm reduces the effect and resolution for GPR imaging. Therefore, an improvedBP algorithm that uses correlation among different tracks of the radar response of the point to be imaged is proposed. The improved BP algorithm uses 2 times of fast correlation operations to increase the inhibition of interferencein other points, and uses electromagnetic wave attenuation compensation parameter to enhance the effect of radar imaging. For several typical rock fracture networks, GPR forward modeling and imaging simulationare launched based on improved BP algorithm, while the physical modeltestsare verified, andit isfound thattheimproved BP algorithm canobtain theimaging of the location and shape of the fracture networks, and has stronger interference suppression effects, thanthetraditional BP algorithm.

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期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54826