瑞雷面波法在水泥路面厚度无损检测中的应用研究.pdf

摘 要 水泥公路在建造及使用过程中，对公路路面的质量进行检测是必不可少的环节， 其中路面结构层厚度是评定高等级公路路面质量的重要指标。传统的打孔取芯法有很 大局限性，而超声波、探地雷达等这些新无损检测技术也存在着一些弊端。文中利用 瞬态瑞雷波法对混凝土模块进行无损检测，结合提取的面波频散曲线解释出模块厚度。 瞬态瑞雷面波技术是一种近年来兴起的无损检测技术，具有分辨率高、应用范围 广、检测设备简单、检测速度快等优点。瑞雷面波勘探技术主要是利用瑞雷面波在层 状介质传播中的频散特性，来揭示地下介质的物理性质和结构变化。在瞬态瑞雷面波 法进行工程勘察过程中，面波信号的提取和面波频散曲线的提取至关重要。 面波信号的准确提取影响到后续处理的精度。文中采用 tau-p 变换法提取面波， 根据各个波在 tau-p 域各自分离的特征，通过编制计算机程序，并结合模型数据测试 结果验证了 tau-p 变换法用于提取面波的可行性。 对于面波频散曲线的提取，文中采用互相关法，频率波数法，tau-p 变换法。针对 同一理论模型记录，分别用这三种方法经编程后实现了面波频散曲线的提取。将这三 种方法的提取结果与 knopoff 快速计算法正演的理论频散曲线相对比，证明 tau-p 变换 法提取的频散曲线结果优于其他两种方法。 文中对三组不同厚度的小尺度模块和实际楼板层厚进行了地震信号采集。首先用 tau-p 变换法分离提取出四组实验面波记录，进而在频率-慢度域提取面波频散曲线， 然后对每组实验分别进行数据处理及解释，最后将四组实验做综合对比分析。结果表 明，该实验所解释的路面厚度与实际测厚较为吻合，误差小于3.5% 。 文中研究成果说明利用瞬态瑞雷波来确定路面厚度，不仅可以实现公路工程的质 量检测，完善其检测方法，而且也体现了瞬态瑞雷波在确定水泥混凝土路面厚度中的 应用价值和发展前景。 关键词：瞬态瑞雷波； 水泥路面厚度； 频散曲线； tau-p 变换法 i Abstract In the process of construction and application, the quality inspection of the road surface detection is an essential part. The pavement layer thickness is an important indicator for the assessment of pavement quality. Traditional punch coring method has great limitations. However, nondestructive testing technology also exist some disadvantages, such as new ultrasonic, ground-penetrating radar. The paper detects the concrete module by using transient Rayleigh wave method, and combined with the extracted surface wave dispersion curves to explain the module thickness. Transient Rayleigh wave technology is a new nondestructive testing technology in the recent years, it has the advantages of high resolution, wide application range, simple equipment, efficient and so on. Rayleigh surface wave exploration t