大坝混凝土缺陷检测技术与方法研究长江水利委员会长江勘测规划设计研究院二○一○年十二月主持单位：长江水利委员会长江勘测规划设计研究院参加单位：课题组长:课题副组长：报告编写：主要研究人员：主要参加人员：技术顾问：内容提要本项目从实际出发，针对大坝混凝土质量无损检测工作的难点和特点，开展了从工作方法到处理方法，从模型试验到现场试验，从理论到实践的多方面研究。基于数学物理正、反问题理论，开发了二维波动方程和Maxwell方程的正、反演数学软件，利用正演理论模拟波在混凝土内部的传播规律，通过反演理论实现混凝土内部的无损检测。同时对正演模拟的结果以及实际数据进行信号处理，分析波在混凝土内部的传播机理，从正演和反演两方面对探测物进行研究，从而判断混凝土内部结构，另外，在可视化方面也做了一些工作。（1）在本项目中，确定了声波及电磁波传播的数学模型，研究了二维情况下两种波场在混凝土中的传播规律，掌握了声波及电磁波的响应特征；（2）信号中包含有各种不同特征的信息，本项目采用有效的信号分析手段，针对声波、电磁波波场特点对瞬时相位谱、小波分析、Hilbert变换、滤波去噪、反褶积、FFT等方法进行研究，提取有效信息，并将其成功应用到数据处理中；（3）采用多次叠加的观测方式，利用速度分析及动校正的结果对共中心点数据进行多次叠加，数据量的提升及多次叠加的去噪功能可以提高波场的分辨率；（4）为了能够更好地解决混凝土无损探伤问题，对混凝土内部的参数（介电常数、电导率或速度）进行反演，使混凝土内部结构的刻画更加精细，同时更具可视性。（5）为了能够使本项目转化为实际应用，我们还在理论的基础上，开发了可视化界面，方便了地质雷达、声波反射实测资料的数据处理。（6）采用本项目的研究成果处理有关工程勘探与检测的实测资料，有效的改善了成像效果，验证了方法技术的正确性。目录TOC\o"1-3"\h\zHYPERLINK\l"_Toc282606989"第一章绪论PAGEREF_Toc282606989\h1HYPERLINK\l"_Toc282606990"1.1立项依据PAGEREF_Toc282606990\h1HYPERLINK\l"_Toc282606991"1.2国内外混凝土缺陷检测技术与方法研究及应用现状PAGEREF_Toc282606991\h1HYPERLINK\l"_Toc282606992"1.3主要研究内容及技术路线PAGEREF_Toc282606992\h3HYPERLINK\l"_Toc282606993"1.4主要成果及创新点PAGEREF_Toc282606993\h3HYPERLINK\l"_Toc282606994"第二章二维混凝土检测正演方法研究PAGEREF_Toc282606994\h2HYPERLINK\l"_Toc282606995"2.1二维混凝土检测声波模型的建立PAGEREF_Toc282606995\h2HYPERLINK\l"_Toc282606996"2.2二维混凝土检测电磁波模型的建立PAGEREF_Toc282606996\h3HYPERLINK\l"_Toc282606997"2.3正演数值模拟PAGEREF_Toc282606997\h4HYPERLINK\l"_Toc282606998"2.4数值算例PAGEREF_Toc282606998\h7HYPERLINK\l"_Toc282606999"2.4.1电磁波正演模拟PAGEREF_Toc282606999\h7HYPERLINK\l"_Toc282607000"2.5小结PAGEREF_Toc282607000\h25HYPERLINK\l"_Toc282607001"第三章信号处理PAGEREF_Toc282607001\h26HYPERLINK\l"_Toc282607002"3.1信号分析PAGEREF_Toc282607002\h26HYPERLINK\l"_Toc282607003"3.1.1快速傅里叶变换（FFT）PAGEREF_Toc282607003\h26HYPERLINK\l"_Toc282607004"3.1.2一维Hilbert变换PAGEREF_Toc282607004\h27HYPERLINK\l"_Toc282607005"3.1.3小波变换PAGE