基于探地雷达对金属矿山支护体混凝土的无损检测

论文摘要

随着科学技术的快速发展，各种检测技术被应用开发，特别是无损检测技术发展十分迅速，无损探测技术已经被广泛应用在各个领域，而探地雷达作为无损检测之中的一种比较先进的技术就显的尤为重要。探地雷达具有探测速度快、探测过程连续、分辨率高、操作方便灵活、探测费用低、探测范围广等优点，受到国内外无损检测行业的广泛关注。探地雷达多应用于公路和铁路隧道衬砌当中，公路厚度以及地下的缺陷检测也常应用探地雷达，但是很少应用在非金属矿山支护体检测当中。课题研究以一个金属矿山井巷支护体检测为对象，首先利用钻芯取样对17个单体工程的井巷支护体进行了检测，重点对支护体混凝土强度及缺陷等进行了研究；进而对4个混凝土强度等级明显低于设计强度的4个单体利用探地雷达进行了检测，重点对探地雷达图像的辨识及缺陷的识别等进行了研究。在检测过程中钻芯取样能够检测出支护体混凝土的强度，从选取的样品可以看出混凝土的大致情况。而探地雷达能够快速检测出支护体混凝土和围岩的缺陷，能够检测出布置的钢筋情况，以及支护体混凝土和围岩直接的衔接情况。通过此次检测得出，探地雷达能够应用在矿上的井巷支护体混凝土的检测当中，它能够很好的检测出支护体混凝土的厚度，并且检测速度快，可以当场进行分析得出结论，还可以通过钻芯取样对结论进行验证；能够大大的缩短检测的时间,研究结论对开展探地雷达在混凝土质量检测特别是井下混凝土的检测具有借鉴意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 无损检测技术的发展状况
• 1.3 探地雷达国内外研究现状
• 1.4 课题研究背景
• 1.5 本文主要研究内容
• 第二章 探地雷达理论研究
• 2.1 探地雷达工作原理
• 2.1.1 麦克斯韦方程
• 2.1.2 本构方程
• 2.2 探地雷达在勘查中的基本参数
• 2.2.1 电磁波在介质中的传播速度
• 2.2.2 电磁脉冲波旅行时间
• 2.2.3 电磁波的反射系数
• 2.2.4 水对工程介质电磁性质的影响
• 第三章 探地雷达参数选取
• 3.1 探地雷达型号
• 3.2 主要指标
• 3.2.1 天线
• 3.2.2 主机参数
• 3.2.3 配套软件
• 3.3 侧线布置
• 3.4 探测方法
• 3.5 参数选取
• 3.5.1 天线中心频率的选择
• 3.5.2 采样时窗的确定
• 3.5.3 采样间隔的确定
• 3.6 雷达探测能力分析
• 3.6.1 雷达方程与探测距离
• 3.6.2 雷达分辨率
• 3.6.3 雷达探测的有效范围
• 3.7 数据处理
• 3.7.1 幅度与时延
• 3.7.2 衰减补偿增益
• 第四章 钻芯取样对矿山井巷的应用
• 4.1 概述
• 4.2 工程实例
• 4.2.1 工程概述
• 4.2.2 钻芯取样检测目的
• 4.2.3 检测内容
• 4.2.4 评定依据
• 4.2.5 芯样分析
• 4.2.6 混凝土强度推定
• 4.2.7 混凝土强度等级评定
• 4.3 本章小结
• 第五章 探地雷达在金属矿山井巷应用研究
• 5.1 探地雷达检测
• 5.1.1 检测目的
• 5.1.2 检测依据
• 5.1.3 里程标记
• 5.1.4 探地雷达图像的数字处理技术
• 5.2 探地雷达资料解释
• 5.2.1 单道波形图（A-scan）
• 5.2.2 二维波形图（B-scan）
• 5.2.3 三维波形图（C-scan 图）
• 5.2.4 反射波的性质
• 5.3 探地雷达应用于隧道检测的图像判识
• 5.3.1 探地雷达零点的标定
• 5.3.2 分界面位置的确定
• 5.3.3 支护体混凝土厚度的确定
• 5.3.4 干扰波的识别
• 5.3.5 利用 Matlab 对探地雷达进行分析
• 5.3.6 井巷支护体混凝土空洞
• 5.3.7 支护体混凝土不密实
• 5.3.8 围岩溶洞
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录