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研究生：	劉大魁 Liu, Ta-Kuei
論文名稱：	GPR與熱影像技術於大地工程之應用研究
指導教授：	李德河 Li, Te-He
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 土木工程學系 Department of Civil Engineering
論文出版年：	2002
畢業學年度：	90
語文別：	中文
論文頁數：	209
中文關鍵詞：	透地雷達、熱影像
外文關鍵詞：	GPR, Thermography
相關次數：	點閱：49 下載：3
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　　透地雷達(GPR)及熱影像技術均屬地球物理探測的一種，主要的優點為非破壞性及快速，且能提供傳統地下鑽探所無法提供的物體連續性特徵。本研究即是利用透地雷達配合熱影像技術來探測堤防淘空，同時並進行室內砂箱模擬試驗以和現地堤防所測得之結果互相比對及驗證。而另一方面，吾人亦嘗試使用透地雷達技術來探測含污染性物質的回填地層，希望能證實GPR在這類探測上也能收到不錯的成效。
　　在堤防淘空的探測方面，透地雷達在經過內部淘空地帶時會產生明顯的層狀強反射回波，故能有效的判定淘空的位置。而熱影像照片的拍攝，亦可見內部淘空處其上方之混凝土板會產生溫度異常的現象，故證明這兩種技術的確對結構體內部淘空之檢測而言都有很好的成效，同時在比對這兩者所得之結果後，可發現兩者所定義出之淘空帶存在極高的相關性，因而大大提升這種非破壞性檢測一向較為人詬病之準確性及可信度。另外如GPR對孔洞深度及熱影像對深處孔洞在探測上所受的先天限制，這種使用不同技術互相輔助的方法亦能收到截長補短之效。
　　而在污染性地層的GPR探測上，在和現地鑽探資料互相比對之後，我們也證實了只要該種污染物在介電性質上和自然土層有相當的差異，則使用GPR可有效的界定出污染物的位置及範圍。

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目   錄
摘要                              Ⅰ
誌謝                              Ⅱ
目錄                              Ⅲ
表目錄                            Ⅶ
圖目錄                            Ⅷ                                            
符號表                            XV

第一章  緒論                                             1
1-1  研究動機及目的                                      1
1-2  研究內容                                            2
1-3  研究流程                                            3
第二章  相關研究與文獻回顧                               4
2-1  透地雷達相關研究                                    4
2-2  透地雷達文獻回顧                                    5
   2-2-1　壩體或地基淘空探測                             5
   2-2-2	環境污染調查                                    7
   2-2-3	地下水位的深度及含水量的變化                    9
   2-2-4	地下廢棄物調查                                 10
   2-2-5	地層探測                                       10
   2-2-6	透地雷達探測波速求法                           11
2-3  熱影像應用及文獻回顧                               15
第三章  相關理論及儀器系統                              17
3-1  透地雷達基本理論                                   17
   3-1-1  馬克斯威爾方程式                              17
   3-1-2  波衰減方程式                                  22
   3-1-3  雷達探測深度理論                              24
   3-1-4  雷達能量傳遞方程式                            25
3-2  透地雷達儀器介紹                                   26
3-3  透地雷達試驗步驟                                   27
3-4  地層電性                                           30
   3-4-1  導電度                                        30
   3-4-2  低耗損與高耗損介質                            31
   3-4-3  相對介電常數                                  34
3-5  透地雷達應用上問題之探討                           35
   3-5-1  雷達波探測深度                                35
   3-5-2  雷達波波速求法                                37
   3-5-3  解析度                                        39
3-6  熱影像基本理論                                     42
   3-6-1  熱影像基本原理                                42
3-7  熱影像儀器介紹                                     49
第四章  GPR資料處理與圖像判釋                           51
4-1  資料處理                                           51
   4-1-1  疊加法                                        51
   4-1-2  位移                                          53
   4-1-3	高程修正                                       56
   4-1-4  三維立體透視圖                                56
   4-1-5  解迴旋                                        58
   4-1-6  空間濾波                                      58
   4-1-7  希伯特轉換                                    60
   4-1-8  正演合成                                      61
4-2  透地雷達圖像判釋                                   65
   4-2-1  雷達圖像解釋                      65                                  
第五章  堤防淘空探測結果                                69
5-1  現地探測                                           70
   5-1-1  Site1探測結果                                 70
   5-1-2  Site2探測結果                                 81
   5-1-3  Site3探測結果                                 90
   5-1-4  Site4探測結果                                102
   5-1-5  Site5探測結果                                113
5-2  室內模擬砂箱試驗                                  126
   5-2-1  模擬砂箱製做及實驗設計                       128
   5-2-2  完整無孔洞                                   133
   5-2-3  深處孔洞                                     138
   5-2-4  緊鄰表層混凝土下方之孔洞                     148
   5-2-5  孔洞深度影響之探討                           153
5-3  透地雷達之淘空圖徵探討                            168
5-4  本章結果與討論                                    175
第六章  污染性物質回填地層探測                         177
6-1  現地探測                                          178
6-2  回填層範圍及深度界定                              182
6-3  地層鑽探比對                                      193
6-4  本章結果與討論                                    198
第七章  結論與建議                                     200
7-1  結論                                              200
7-2  建議                                              202
參考文獻                                               204
                                    

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校內：2004-08-12公開
校外：2004-08-12公開

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