【摘 要】
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近年来,随着国家基础设施建设的快速发展,大量的钢筋、电缆、地下管线等细长目标被应用在高层建筑以及地下公用设施中。然而,这些细长目标在建设和服役过程中易受质量问题、施工破坏及老化破损等因素影响不可避免地会遭受破坏,严重影响基础设施的正常服役。采用无损探测技术对基础设施进行快速、准确的探测并修复受损目标,能有效地维护基础设施健康安全,减少不必要的经济损失。探地雷达法是一种高效、便携、高分辨率的无损检测
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近年来,随着国家基础设施建设的快速发展,大量的钢筋、电缆、地下管线等细长目标被应用在高层建筑以及地下公用设施中。然而,这些细长目标在建设和服役过程中易受质量问题、施工破坏及老化破损等因素影响不可避免地会遭受破坏,严重影响基础设施的正常服役。采用无损探测技术对基础设施进行快速、准确的探测并修复受损目标,能有效地维护基础设施健康安全,减少不必要的经济损失。探地雷达法是一种高效、便携、高分辨率的无损检测方法,已广泛应用于地下目标探测。在实际应用中,探地雷达测量通常采用单极化模式,所获取的地下目标信息有限,而双极化雷达探测可以获得丰富的地下目标数据,这些数据包含了探测目标的几何形状、材质、内部结构等信息。因此,与传统的单极化雷达相比,双极化探地雷达在探测地下细长目标时更具优势,主要工作如下:（1）本文进行了一种基于双极化探地雷达的地下细长目标增强探测和直径估计方法研究。首先利用金属圆柱体散射信号的解析解,分析了TE和TM两种极化模式下散射场的相位和相对散射系数,并提出了将VV通道移相-90°后与HH通道作差来改善地下目标的成像。仿真数据、室内试验和现场试验结果证明所提出的算法(HH-VVφ-90°)在所有情况下都优于其他三种极化分量。（2）本文模拟了不同直径钢筋的背向散射系数和相位信息,建立了双极化通道相位差与钢筋直径波长比之间的关系,并通过室内物理模型试验进行了验证。最后,本文根据所建立散射系数和相位差与直径波长比之间的关系提出了混凝土结构中钢筋直径的估计方法。本文的研究成果为地下钢筋的增强探测和钢筋直径提供了新的方法,有利于推动探地雷达在地下目标探测方面的技术发展。
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