黄元元，张武洪

(中铁西北科学研究院有限公司，兰州　730000)



探地雷达数值模拟及其在隧道检测中的应用

黄元元，张武洪

(中铁西北科学研究院有限公司，兰州730000)

摘要：利用时域有限差分(FDTD)方法，对隧道工程检测中常见检测目标进行数值模拟，分析脱空、单层钢筋、双层钢筋等目标体的探地雷达反射信号图像特征，并对隧道检测中的雷达信号图像采用遗传算法进行反演，引入目标相关系数用于反演结果全局寻优，实现对多次反射的压制，降低浅部钢筋反射信号对识别深部目标体的影响。通过对数值模拟结果进行反演，证明该方法理论上的有效性，并结合工程实践中的应用效果，说明该方法的优点与局限性。

关键词：探地雷达；数值模拟；时域有限差分；遗传算法反演；隧道检测

现代隧道衬砌以钢筋、钢拱架等金属体作为支护，以确保隧道衬砌能够具备足够的承压强度[1]。由于施工中存在诸多不可预知的主观或客观因素，可能会造成衬砌结构中钢筋和钢拱架缺失，钢筋和钢拱架间距与位置不符合设计要求等施工质量问题，进而对隧道衬砌的稳定性及完工后隧道的正常使用带来影响。探地雷达方法克服了传统隧道衬砌质量检测方法效率低、样本少和破坏性等缺点，已成为隧道衬砌质量检测中的主要方法[2]。实际工作中，受环境限制、人文或工业电磁干扰以及解释人员经验与专业知识的制约，在数据的分析、处理以及异常的解释与推断上往往会出现分歧，这种情况下，关于异常目标体的探地雷达数值模拟技术显得尤其重要。……