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混凝土中钢筋检测的探地雷达方法

徐茂辉  
【摘要】:在众多的钢筋混凝土无损检测方法中,探地雷达技术具有一些独特的优势,因而日益受到工程界的重视。但目前其在钢筋混凝土结构检测中的应用研究尚不多见,这影响到这一技术的推广应用。因此,本文针对目前探地雷达技术在钢筋混凝土结构检测中存在的一些难点问题,进行了一系列的应用基础研究。这些难点主要有:1)邻近钢筋间的雷达波相互干扰问题;2)混凝土的介电常数ε_r的选取问题,这将直接影响到混凝土深度(或厚度)的检测精度;3)钢筋直径的GPR探测问题,这是在雷达检测中一个长期未能解决的难题。 对前两个问题,本文主要采用模型试验方法。本文首先研究了各种相邻钢筋对雷达波的干扰问题,得出了一些有指导作用的经验。其次通过对试件探测研究了混凝土的相对介电常数ε_r与混凝土深度H之间的关系,研究发现ε_r会随H的增加而增大,因而我们提出按H分段估算ε_r的工程方法,算例表明该法能提高深度或厚度的探测精度。最后我们应用BP人工神经网络法对钢筋直径的识别进行了探索,以实验室制作的混凝土试件中采集到的雷达反射信号的每个正半波作为识别对象,在时域上选取波的峰值、波的能量、波的宽度以及波的斜率作为网络的输入参数,并采用对神经网络进行细分的方法使网络精度得以提高。网络识别结果表明BP神经网络识别出了钢筋的直径,并达到了工程满意的精度。 本文的工作在GPR技术用于钢筋混凝土的无损检测方面颇有新意,解决了一些实践中感兴趣却又难以测定的物理量的检测问题,具有很强的应用前景。


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