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0绪论1

0.1 铁路车载探地雷达的基本概念1

0.2 车载探地雷达检测铁路路基历程2

0.3 车载探地雷达检测铁路道床路基的研究及应用现状5

0.4 铁路车载探地雷达检测路基的特点和意义6

0.5 铁路车载探地雷达检测路基的应用前景7

参考文献8

1探地雷达原理13

1.1 探地雷达探地原理13

1.2 均匀介质中电磁波的传播特性13

1.3 电磁波在两种不同介质界面上的传播特性17

1.4 探地雷达的最大探测深度19

1.5 探地雷达的分辨率21

参考文献26

2探地雷达检测路基病害的基本原理27

2.1 我国铁路标准道床与基床的基本结构27

2.2 道床的电磁波传播参数28

2.3 路基土的电磁波传播参数32

2.4 道床和路基各层介电常数测试方法36

参考文献38

3铁路车载探地雷达的应用条件和技术参数39

3.1 我国铁路对车载探地雷达的要求39

3.2 我国路基病害的类型及分布39

3.3 铁路车载探地雷达的探测范围45

3.4 铁路车载探地雷达天线的选择45

3.5 铁路车载探地雷达的采集密度46

3.6 铁路车载探地雷达的测量参数47

参考文献48

4铁路车载探地雷达天线49

4.1 天线的辐射特性50

4.2 探地雷达的天线类型56

4.3 地面耦合蝴蝶形状天线58

4.4 空气耦合喇叭形状天线59

4.5 探地雷达天线组合形式60

4.6 车载探地雷达的天线极化方向64

4.7 车载探地雷达的天线高度66

4.8 车载探地雷达的天线能量锥67

参考文献68

5探地雷达路基检测系统及数据自动采集方法70

5.1 铁路路基状态检查车简介70

5.2 铁路车载探地雷达路基检测系统的组成73

5.3 CRGPR-MHS型多通道高速扫描探地雷达系统75

5.4 铁路车载探地雷达天线的安装84

5.5 铁路车载探地雷达路基检测系统的定位系统87

5.6 路面图像采集系统89

5.7 数据自动采集方法90

5.8 车载探地雷达系统的检定91

参考文献98

6探地雷达数据处理方法的数学基础100

6.1 探地雷达数据处理方法概述100

6.2 常规的处理方法101

6.3 属性处理——道特征分析114

6.4 偏移处理115

6.5 预测反褶积118

参考文献119

7探地雷达图像识别基础120

7.1 探地雷达图像的极性120

7.2 探地雷达图像的极性颜色123

7.3 探地雷达图像的比例125

7.4 探地雷达图像上层位的识别表示126

7.5 探地雷达图像上点目标的识别126

7.6 探地雷达图像上时间零点的确定128

7.7 探地雷达图像上的层位拾取129

参考文献131

8铁路路基病害雷达检测数值模拟132

8.1 电磁场数值计算的时域有限差分法133

8.2 GprMax2D软件概况144

8.3 层状介质模型的模拟145

8.4 矩形目标模型的模拟151

8.5 槽状模型的模拟152

8.6 梯形状道砟槽模拟154

8.7 圆形目标模型的模拟156

参考文献161

9铁路路基病害雷达检测现场模拟试验162

9.1 现场模拟试验场地概况162

9.2 现场模型坑的设计与施工162

9.3 现场模型的实际测试与结果分析165

9.4 正演模拟验证173

10铁路道床脏污检测与评价175

10.1 介电常数法175

10.2 频谱分析176

10.3 时频分析178

10.4 散射法179

10.5 反射强度法187

10.6 微分和积分方法187

参考文献192

11铁路车载探地雷达的数据处理及其资料解释194

11.1 准备工作194

11.2 数据处理196

11.3 资料解释197

11.4 资料统计204

11.5 基于GIS的铁路路基GPR数据信息管理系统205

参考文献213

12铁路车载探地雷达路基检测技术应用214

12.1 既有铁路路基病害普查214

12.2 时速200 km铁路路基质量检测229

12.3 新建线路路基质量检测232

12.4 既有铁路冻土路基检测235

12.5 路基深层探测243

12.6 整体道床病害检测技术252

参考文献255

13高速铁路无砟轨道结构和路基检测研究256

13.1 高速铁路无砟轨道结构的正演数值模拟256

13.2 水泥乳化沥青砂浆厚度检测的研究258

13.3 轨道板内损伤裂缝检测的模拟265

13.4 高速铁路无砟轨道结构下路基病害检测的模拟266

13.5 数值模拟数据的偏移处理270

13.6 现场试验271

参考文献273