全面调查路基状态,在保证道路正常运营的同时,对这些病害存在部位探测定位,对重点路段的基床进行加固处理,以及整治效果的检测与评价成为当前影响国民经济发展的一项重要课题。地球物理射线追踪与层析成像技术的发展,为路基加固检测工程提供了一种快捷、安全、有效、经济和结果可视化程度较高的探测新技术。目前在世界范围内广为流行和使用的MATLAB语言是具有计算功能强大、计算结果和编程可视化及编程效率极高的大型软件与工作平台,十分适宜地球物理射线追踪与层析成像技术的教学及软件开发。应用射线追踪层析成像技术,通过MATLAB计算与数据处理,可重建路基下介质结构图像,进而对路基病害的类型、位置、程度及延展范围作出判释。依据判释结果针对性的展开改良加固,对比加固前后路基下介质结构图像,可以作为科学直观的整治效果评价依据。 本文从国内外基床病害整治措施现状着眼,首先,简要介绍了通常路基病害的探测技术,引入路基病害的层析成像(CT)探测技术,从数学物理模型和响应函数的正反演问题入手,展开数学物理理论分析,分别论述了射线追踪和层析成像基本原理和常用方法。其中,详细介绍了最短路径法射线追踪方法和层析成像离散图像反演重建技术:ART算法、SIRT算法以及其它反演方法等。 其次,本文引入被称作第四代计算机语言的MATLAB语言,通过实例介绍了MATLAB语言在地震勘探研究中的应用。发挥该语言特点,应用MATLAB直观、简洁的程序开发环境,通过构造建立数值模型、私有函数构造、程序分析及相关说明等环节,先后介绍了直射线正演算法(包括两种:发射点与接受点固定在网格节点上形式的正演实现、任意点激发与接收形式的正演实现)、弯曲射线最短路径正演算法的MATLAB实现过程、各种反演方法的MATLAB实现及数值模