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龙图腾网获悉郑州大学申请的专利一种堤坝面板脱空病害区域高聚物注浆修复结果分析方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114637005B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210271214.7，技术领域涉及：G01S13/88；该发明授权一种堤坝面板脱空病害区域高聚物注浆修复结果分析方法是由薛冰寒;董智峰;方宏远;王念念;杜雪明;赵小华设计研发完成，并于2022-03-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种堤坝面板脱空病害区域高聚物注浆修复结果分析方法在说明书摘要公布了：一种堤坝面板脱空病害区域高聚物注浆修复结果分析方法，包括以下步骤：用探地雷达对堤坝进行探测，获取探测数据，对探测数据处理，获得堤坝面板脱空位置信息；根据堤坝面板脱空的位置信息，建立不同修复程度下高聚物注浆修复的探地雷达电磁波计算模型；通过计算模型，获得相应修复程度下高聚物注浆修复的堤坝正演图像和单道波图像数据库；探地雷达对高聚物注浆修复过程中堤坝面板脱空位置检测，获取探地雷达数据；将高聚物修复后堤坝的探地雷达探测数据与数据库进行对比，根据堤坝面板脱空病害修复前后的探地雷达剖面图的幅值大小、传递时间间隔以及单道波形图中反射幅值、传递时间间隔和反射形态数据，分析堤坝面板脱空病害的高聚物修复结果。

本发明授权一种堤坝面板脱空病害区域高聚物注浆修复结果分析方法在权利要求书中公布了：1.一种堤坝面板脱空病害区域高聚物注浆修复结果分析方法，其特征在于：包括如下步骤： 步骤1：对堤坝探地雷达探测得到的剖面图进行处理，获得堤坝面板脱空的位置信息，步骤包括：采集待检测堤坝面板的数据，数据包括：面板厚度、探测深度，根据上述数据来计算探地雷达的天线检测参数；所述天线检测参数包括天线中心频率f、测点间距nx、水平分辨率dh和垂直分辨率Δh；然后对堤坝进行探测；之后采用CrossPoint处理方法对探测数据进行时间零点、滤波、增益、偏移成像处理，去除直达波和原始信号中的噪声、杂波以及多次波的影响，突出雷达剖面图中的异常位置，根据探地雷达剖面图中幅值和波形突变位置，确定面板脱空病害区域，并对脱空病害区域进行判别与标记； 探地雷达天线检测参数的选择遵从以下公式： 天线中心频率 式中x为空间相对分辨率，单位为米；εr为相对介电常数；f为天线中心频率，单位为MHz； 测点间距由天线中心频率和传播介质的电磁特性在离散点的探测所决定；测点间距布置应符合尼奎拉斯特定律，即公式为 式中λ为传播介质中雷克子波波长，根据介质的介电特性获得；v为脱空病害介质中的电磁波传播速度；εr为介质的相对介电常数； 水平分辨率为： 式中，c为光速，f为天线中心频率，h为目标体埋深深度，εr为介质的相对介电常数； 垂直分辨率为： 式中Beff是指接收天线接收电磁波信号频谱的有效带宽； 根据探地雷达剖面图中电磁波传递过程中的反射幅值和电磁波波形突变位置，计算出脱空病害区域的水平方向长度a为：a＝nx×b2-b15 从探地雷达开始测量位置进行测点编号，式中的编号b1、b2分别表示电磁波波形产生突变的起、止测点编号； 面板脱空病害区域上、下界面之间的高度： 式中：v为脱空病害介质中的电磁波传播速度，Δt0为沿垂直地面方向传播的电磁波在脱空病害区域上、下两水平方向界面之间传播的时长； 介质中的电磁传播速度： 式中：c为电磁波在空气中的传播速度，速度为0.30ms；εr为介质的相对介电常数； 步骤2：根据步骤1得到堤坝面板包含脱空病害区域的探地雷达剖面图，根据剖面图中波形突变与幅值突增，获得面板脱空病害区域的水平方向x的范围值、垂直方向y的范围值，并判断面板脱空病害的形状； 根据探地雷达剖面图中图像幅值大小的变化，得到各介质层的分布情况，依据数据采集参数：天线中心频率f、采样时窗w、测点间距nx、水平分辨率dh和垂直分辨率Δh以及各层介质属性：相对介电常数μ、电导率σ、磁导率μ0和时域有限差分法解的稳定性条件的数值色散条件，采用gprmax方法确定各层介质分布情况，基于有限差分法和完全匹配层PML边界条件建立不同修复程度下高聚物注浆修复的探地雷达电磁波计算模型； 采样时窗是指雷达系统对电磁反射信号取样时间范围的最大值；采样时窗直接决定了探测深度，采样时窗用下式计算： 式中：w为采样时窗，单位ns；hmax为雷达探测的最大深度，单位为米，m；v为电磁波在介质中的波速，单位ms； 时域有限差分法FDTD方法解的稳定条件中TM波的时间步长Δt与x轴方向、y轴方向的空间步长Δx、Δy的关系需满足： 为了减小差分近似带来的数值色散，时间步长Δt和空间步长Δx、Δy满足以下关系式： 式中λ为电磁波传递过程中的最小波长，T为电磁波信号周期； 为了模拟探地雷达电磁波在堤坝内的传播情况，采用Yee网格建立探地雷达电磁波计算模型，令fx,y,t代表电场E或磁场H在直角坐标系的当前分量，将模型区域进行网格划分，将x，y，t分别对应划分为i，j，n个分量，即x＝iΔx,y＝jΔy,t＝nΔt，在时间和空间域中的离散用以下符号表示： 式中为fiΔx,jΔy,nΔt的简写，后续中和分别表示电场E和磁场H在直角坐标系的当前分量； 时域有限差分法FDTD选择雷达电磁波TM模式下在x，y平面上传播，二维情形下Maxwell方程的有限差分形式为： 式中：ε0为初始介电常数；μ0为初始磁导率；σ为电导率；Δt为时间；Δd为空间步长；σi,j,εi,j分别是对于Yee元胞组中的空间位置为i，j的电导率和介电常数；为电场z分量在Yee元胞组中位于i，j位置，传播到n+1时刻的电场值；为电场z分量在Yee元胞组中位于i，j位置，传播到n时刻的电场值；为电场z分量在Yee元胞组中位于i，j+1位置，传播到n时刻的电场值；为电场z分量在Yee元胞组中位于i+1，j位置，传播到n时刻的电场值；为磁场x分量在Yee元胞组中位于i，j+12位置，传播到n+12时刻的磁场值；为磁场x分量在Yee元胞组中位于i，j-12位置，传播到n+12时刻的磁场值；为磁场y分量在Yee元胞组中位于i，j+12位置，传播到n+12时刻的磁场值；为磁场y分量在Yee元胞组中位于i+12，j位置，传播到n+12时刻的磁场值；为磁场y分量在Yee元胞组中位于i-12，j位置，传播到n+12时刻的磁场值； 完全匹配层PML吸收边界是通过在边界处设置一种特殊的非物理的吸收介质层，使入射波不发生反射，通过分界面直接进入介质中；二维TM波情况下，其FDTD在PML层中差分格式为： 式中：ε为介电常数；μ0为初始磁导率；σx,σy分别表示x和y方向的电导率，分别表示x、y方向的等效磁阻率，Ezx、Ezy为Ez的两个子分量； 是电场z分量的x方向子分量在Yee元胞组中i，j位置，传播到n+1时刻的电场值；是电场z分量的y方向子分量在Yee元胞组中i，j位置，传播到n+1时刻的电场值； 分别是磁场x分量、y分量在Yee元胞组中位于i+12，j位置传播到n+12时刻的磁场值；是磁场x分量在Yee元胞组中位于i+12，j位置传播到n时刻的磁场值；是磁场y分量在Yee元胞组中位于i，j位置传播到n+12时刻的对x偏导的磁场值；是磁场x分量在Yee元胞组中位于i，j位置传播到n+12时刻的对y偏导的磁场值；是电场z分量在Yee元胞组中i+12，j位置，传播到n时刻的对x偏导的电场值；是电场z分量在Yee元胞组中i+12，j位置，传播到n时刻的对y偏导的电场值；采用指数型时间变量对二维麦克斯韦方程组进行时间展开，得到电场z分量的x方向子分量通解为则经过一个时间步长后的值为故和分别为电场z分量的x方向子分量、电场z分量的y方向子分量、磁场x分量和磁场y分量中一个时间步长后的通解迭代系数； 步骤3：采用步骤2建立的计算模型对面板脱空病害区域进行数值模拟，获得相应修复程度下高聚物注浆修复的堤坝正演图像和单道波图像数据库； 步骤4：再次使用探地雷达对高聚物注浆修复过程中的堤坝面板脱空病害区域位置进行检测，获取探地雷达剖面图及相应数据、单道波图形及相应数据； 步骤5：将修复过程中以及完全修复后的堤坝面板脱空病害区域的探地雷达图像与步骤3中的数据库进行对比，分析面板脱空病害区域修复前后探地雷达剖面图中图像曲线形状、簇数、曲率和幅值大小、时间间隔以及单道波图形中反射波出现次数、幅值大小和反射波之间的时间间隔数据，根据修复前后探地雷达剖面图和单道波图形的数据差异，对堤坝浅层病害的修复效果进行评价。

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