曾雄鹰

【摘 要】建立桥梁钢筋砼梁板雷达波衰减介质模型，提出检测钢筋砼梁板隐蔽病害的新方法。首先运用K.S.Yee建立的离散电场、磁场网格，采用二阶精度的中心隐式差分方程代替Maxwell微分方程，设置完全匹配层（Perfectly Matched Layer）的吸收边界条件（Absorbing Boundary Condition）和Gauss脉冲源后，得到适合于桥梁钢筋砼梁板衰减介质的探地雷达（Ground Penetrating Radar）时域有限差分（Finite Difference Time-Domain）正演推导方程组，编写了探地雷达二维/三维Matlab正演模拟程序，在此基础上分别采用不同的衰减系数对典型的桥梁钢筋砼梁板病害模型进行了正演数值模拟，并对该正演数据进行逆时偏移成像，分析偏移成像处理前后的结果可以得出，偏移成像技术极大地提高了雷达波在桥梁钢筋砼梁板衰减介质中的横纵向分辨率，为以后相关的钢筋砼梁板隐蔽病害检测提供较好的参考。

【关键词】钢筋砼梁板 隐蔽病害 探地雷达 正演模拟 偏移成像

1 引言

目前，桥梁钢筋砼梁板隐蔽病害检测手段主要有弹性波反射频谱分析法、非金属超声波成像法、冲击回波法、超声相阵法、探地雷达法（GPR）等[1-3]，相对于其他无损探测技术，探地雷达以其高分辨率的优势在混凝土质量检测应用中备受关注，然而桥梁结构形式中密集分布的钢筋网使得雷达电磁波中的高频成分迅速衰减，极大地削弱了雷达波的分辨率，这种局限性现状亟待解决，为此模拟并研究衰减介质模型中雷达电磁波的传播机理显得尤为重要，同时也为后期的偏移成像研究奠定坚实的基础，探地雷达正演模拟技术已发展较为成熟，这些研究极大地推动了探地雷达正演数值模拟的快速发展。……