[发明专利]一种铁路路基地质雷达缺陷图谱分析方法及装置

说明书

本发明涉及铁路工程检测技术领域，针对现有技术存在的问题，本发明供一种铁路路基地质雷达缺陷图谱分析方法及装置。本发明对地质雷达电磁波进行正演模拟，初步建立路基缺陷图谱，分析各种类型地质雷达图像中模拟缺陷图谱的特征规律，形成铁路路基模拟地质雷达典型缺陷图谱特征库；设置典型路基缺陷试验区，利用地质雷达无损检测设备进行现场测试，分别对应生成压实区和路基典型缺陷试验区的剖面灰度图或波形图；根据模拟的地质雷达典型缺陷图谱特征库，对上述生成压实区和路基缺陷试验区的剖面灰度图或波形图进行对比分析，分别总结出铁路路基实测地质雷达典型缺陷图谱特征库；通过上述地质雷达典型缺陷图谱特征库，对实际铁路路基进行快速无损检测和缺陷判别。

技术领域

本发明涉及铁路工程检测技术领域，尤其是一种铁路路基地质雷达缺陷图谱分析方法级装置。

背景技术

1、传统的铁路路基检测方法。当前，评定铁路路基压实质量的检测指标有很多，主要分为物理指标与力学指标。其中，物理指标包含压实系数k、孔隙率n、相对密度Dr等；力学指标包含地基系数K30、变形模量Ev2、动态变形模量Evd等。这些传统的检测方法存在以下三个方面的不足，一是无法对路基填筑质量进行整体评价，二是其抽检数量有限，存在检测死角，三是检测耗时，检测效率低，直接影响施工进度。

2、地质雷达在其他领域中的应用。地质雷达检测技术现已广泛应用于隧道工程检测、地质调查、岩土工程及其环境监测等方面，已经形成相关的缺陷图谱识别技术，但在铁路路基填筑质量探测方面处于探索阶段，还未形成成熟的检测方法标准和路基缺陷识别技术方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种铁路路基地质雷达缺陷图谱分析方法及装置。采用铁路路基地质雷达缺陷图谱识别方法，解决地质雷达在铁路路基填筑质量检测中对路基缺陷无法判别和准确定性的问题，同时也为铁路路基无损探测提供了技术支持。

本发明采用的技术方案如下：

一种铁路路基地质雷达缺陷图谱分析方法包括：

对地质雷达电磁波进行正演模拟，初步建立路基缺陷图；根据路基缺陷图分析各种类型地质雷达图像中模拟缺陷图谱的特征规律，形成铁路路基模拟地质雷达典型缺陷图谱特征库；

设置典型路基缺陷试验区，利用地质雷达无损检测设备进行现场测试，分别对应生成压实区和路基典型缺陷试验区的剖面灰度图或波形图；

根据模拟的铁路路基地质雷达典型缺陷图谱特征库，对上述生成压实区和路基缺陷试验区的剖面灰度图或波形图进行对比分析，分别形成铁路路基实测地质雷达典型缺陷图谱特征库；

通过上述地质雷达典型缺陷图谱特征库，对实际铁路路基进行快速无损检测和缺陷判别。

其中，路基缺陷试验区包括大块石试验区、细颗粒试验区、空洞试验区、粗颗粒试验区、软黏土试验区(软弱夹层)以及不密实试验区。

进一步的，所述正演模拟具体过程是：

采用GprMax2D软件对层状介质模型、矩形目标模型、圆形目标模型以及复杂模型进行正演模拟，形成了双层介质几何模型、三层介质几何模型、软弱层几何模型、矩形空洞几何模型、矩形溶洞几何模型、大块石几何模型、多大块石几何模型、多圆形空洞几何模型、双层多圆形空洞几何模型以及多形状空洞模型的10个模型；

通过matlab对上述10个模型，进行模拟图像的处理，分别对应得到双层介质模型模拟缺陷图、三层介质模型模拟缺陷图、软弱层模型模拟缺陷图、矩形空洞模型模拟缺陷图、矩形溶洞模型模拟缺陷图、大块石模型模拟缺陷图、多大块石模型模拟缺陷图、多圆形空洞模型模拟缺陷图、双层多圆形空洞模型模拟缺陷图、多形状空洞模型模拟缺陷图；

根据上述所有缺陷图，生成铁路路基模拟地质雷达典型缺陷图谱特征库。