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应用基于时间域有限差分法模拟软件GPRMax2D，对高铁隧道衬砌典型的不良情况，如厚度不足、空洞和钢筋布置不合理等进行了正演模拟，得到了隧道衬砌典型不良情况的正演模拟雷达图像。结合某高铁隧道工程实际检测得到的雷达图像，对两者图像作了对比分析，总结得到了隧道衬砌不良情况雷达图像的特征规律，完善了探地雷达图像资料特征解释库，提高了识别高铁隧道衬砌典型不良情况雷达图像的可信度，为高速铁路隧道的无损检测提供了有效的依据。