论文总字数：33370字

摘 要

随着地铁隧道等地下空间建筑的开发建设和废旧场地上高层重要建筑的建设进入高潮，对于隧道周边建筑及原场地基础形式、基础埋深和位置以及建筑下方埋藏管线、水土流失空洞、富水区、污染区域等可能存在的地基病害的探测也就愈发显得重要。相比于钻探等勘探方法只能根据有限个控制点来控制整个场地勘探，地质雷达法可以对整个场地或者周边区域进行探测，且不会损坏建筑结构。在物理勘探方法中，地质雷达法以其方便快捷而且准确性高的优点被广泛的应用在工程领域中。因此，研究地质雷达法在此领域应用的可行性及探测原理方法、优缺点等就具有重要的意义。

本文对地质雷达的原理、方法、优点等进行介绍，并且介绍工程案例中实测图形及工程案例的分析，此外通过GprMax软件进行地质雷达探测的正演数值模拟得出模拟图形，分析地下管线、桩基础、水土流失等形成的空洞与污染等地基病患的正演模拟图形，然后与文中工程实测图形进行比对，从而证实正演模拟的准确性，进而证明了地质雷达法在探测既有建筑物下地基及基础鉴别方面的可行性、准确性与优越性。

关键词：地质雷达，无损检测，基础，正演数值模拟

Abstract

With the development and construction of underground space buildings such as subway tunnels and the construction of high and important buildings on waste sites, the construction is culminating. The detection of possible ground-based diseases, such as the construction of surrounding buildings and foundations of the original site, the burial depth and location of the foundation, buried pipelines underneath the building, soil erosion holes, water-rich areas, and contaminated areas, will become increasingly important.

Compared to drilling and exploration methods that can only survey a limited number of points, a non-destructive physical exploration method can detect the entire site or the surrounding area without damaging the building structure. In the physical exploration method, the geological radar method has become a good choice for application because of its advantages of convenience, speed, and accuracy. Therefore, it is of great significance to study the feasibility of the application of the Ground Penetrating Radar (GPR) method in this field, the detection principle method, and the advantages and disadvantages.

This study introduces the principles, methods, and advantages of GPR, and introduces the analysis of measured patterns and engineering cases in engineering cases. In addition, forward modeling of GPR detection by GprMax software generates simulation patterns and analyzes underground pipelines. The forward simulations of ground-based patients, such as voids and pollution formed by pile foundations and soil erosion, and then compared with measured patterns, thereby confirming the accuracy of the forward modeling and further demonstrating that the GPR method used to detect existing buildings. The feasibility, accuracy and superiority of the identification of the underlying foundation and foundations.

KEY WORDS: GPR, foundation, base, numerical simulation

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 主题提出背景 1

1.2 研究内容 1

第二章 地质雷达的工作原理 2

2.1 地质雷达概述 2

2.1.1 地质雷达的概念 2

2.1.2 地质雷达的发展历史 2

2.1.3 地质雷达仪器设备 2

2.1.4 地质雷达应用领域 2

2.1.5 地质雷达特点及优势 3

2.1.6 地质雷达现状及发展 3

2.2 地质雷达基本工作原理 3

2.2.1 地质雷达基本组成 3

2.2.2 探测原理 4

2.2.3 天线技术 5

2.2.4 探测的分辨率 6

2.2.5 测量方法 6

第三章 地质雷达探测数据的解释原理 8

3.1 概述 8

3.2 数据处理方法及步骤 8

3.2.1 数字滤波 9

3.2.2 反褶积 10

3.2.3 偏移 11

3.2.4 数值模拟 11

3.2.5 图像增强 12

3.3 地质雷达数据解译 12

3.3.1 引言 12

3.3.2 数据解译步骤 12

3.3.3 数据解译原理 13

第四章 影响探测的设备及介质因素 15

4.1 概述 15

4.2 电导率影响 15

4.3 介电常数影响 16

4.4 含水量的影响 17

4.5 工作频率影响 18

4.6 小结 18

第五章 工程实例分析 19

5.1 概述 19

5.2 典型问题及雷达剖面图示例 19

5.2.1 地基病害问题 19

5.2.2 桩基 20

5.2.3 地下管线 21

5.2.4 污染地下水 22

5.3 苏州市宝应县某商住楼基坑桩基分布探测 23

5.3.1 简述 23

5.3.2 探测成果 24

5.4 南京市某街道拆迁安置房某地块地库底板开裂区域探测 24

5.4.1 简述 24

5.4.2 探测成果 25

5.5 南京市某装饰城改建工程承台及桩基检测 26

5.5.1 简述 27

5.5.2 探测成果 27

5.6 小结 29

第六章 数值模拟 30

6.1 概述 30

6.2 时间域有限差分法（FDTD）及GprMax简介 30

6.3 对于地质及桩基等情况的数值模拟 30

6.3.1 不规则障碍物及富水区模拟 30

6.3.2 桩基 32

6.3.3 地下管线 33

6.3.4 地下污染区 34

6.3.5 地下空洞 35

6.4 小结 37

第七章 结论与展望 38

7.1 结论 38

7.2 展望 39

致谢 40

参考文献 41

引言

主题提出背景

随着地铁、城市综合管廊等地下空间的开发建设进入高潮，在此过程中难免出现一些问题需要解决。尤其是在老城区或者现代化中心城区，地下空间的开发地址周边建筑密集，在修建地下建筑物时，基坑或隧道的开挖会使得周围地层介质应力状态发生变化，从而对周围既有建筑的地基及基础造成影响从而造成上层建筑发生问题，甚至会导致建筑结构开裂、建筑倾斜、地基变形沉降和基础损坏等问题。同时，也会对在建的地下结构如隧道等造成影响，严重的甚至会发生坍塌等工程事故。另外，在地下建筑如地铁隧道等穿越城区道路时，若采用开挖方式，也有可能受到道路下方埋藏管线无法根据设计图纸准确确定位置埋深等问题，也需要对其进行探测。

此外，对于一些老旧场地建筑的改建和废弃场地上的建筑建设，也需要对场地地基情况和基础分布、基础形式等进行探测，以免影响甚至损害拟建建筑的设计施工。例如，原有基础结构对拟使用的桩基基础造成损害，原场地受到污染，地下水具有强腐蚀性从而损坏基础等问题都会对拟建建筑的设计施工造成困扰，轻则延缓施工进度，造成经济损失，重则出现大的工程事故。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：33370字