陸彩華（昆山市公路管理處，江蘇 昆山 215300）

探地雷達(dá)技術(shù)在公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中應(yīng)用

陸彩華
（昆山市公路管理處，江蘇 昆山 215300）

摘要：本文在分析了探地雷達(dá)的組成及工作原理、參數(shù)的基礎(chǔ)上，論述了其在公路隧道建設(shè)試驗(yàn)檢測(cè)的實(shí)際應(yīng)用，供同行參考。

關(guān)鍵詞：探地雷達(dá)技術(shù)；公路建設(shè)；無損檢測(cè)

探地雷達(dá)技術(shù)是近些年以來在我國公路工程建設(shè)中逐步發(fā)展起來的新生技術(shù)，但是隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在已在許多領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用，并取得了一定的效果。總的說來，所謂的探地雷達(dá)技術(shù)它是通過頻率介于10^6-10^9Hz之間的無線電波確定地下介質(zhì)分布的特殊法，這其中電磁波在地下介質(zhì)中傳播時(shí)如果要遇到存在電性差異的界面時(shí)，它就會(huì)發(fā)生一定的條件反射，然后再根據(jù)接收到電磁波的波形等特點(diǎn)逐步分析推斷地下介質(zhì)的空間位置、形態(tài)和深度。

目前我國公路工程中經(jīng)常用到的探地雷達(dá)包括意大利IDS公司生產(chǎn)的RIS，瑞典公司生產(chǎn)的RAMAC鉆孔雷達(dá)，美國地球物理探測(cè)設(shè)備公司研發(fā)的SIR系列等。

圖1　

1　探地雷達(dá)的組成及工作原理

1.1探地雷達(dá)的組成

一般來說，在目前的探地雷達(dá)中它主要是由主機(jī)、天線和后處理軟件構(gòu)成。這其中主機(jī)起到的作用是幫助實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)的整個(gè)控制、數(shù)據(jù)采集以及處理和顯示。在我國現(xiàn)階段的公路工程建設(shè)中，由于地下介質(zhì)情況比較復(fù)雜，我們?cè)谔綔y(cè)到的數(shù)據(jù)資料往往要用后處理軟件進(jìn)行運(yùn)算，以增強(qiáng)異常區(qū)域，利于得出準(zhǔn)確結(jié)論。

1.2探地雷達(dá)工作原理（圖1）

在現(xiàn)在的公路探地雷達(dá)使用中，它主要依據(jù)電磁脈沖在地下傳播的原理進(jìn)行具體的工作。當(dāng)遇到存在電性差異的地下目標(biāo)時(shí)候，電磁波就會(huì)發(fā)生反射，然后由地面接收天線接收，再通過對(duì)接收到的雷達(dá)波進(jìn)行處理分析，形成一定的平面圖形，具體如下。我們根據(jù)這個(gè)參數(shù)就可判斷地下物體的結(jié)構(gòu)，位置等。

2　探地雷達(dá)的技術(shù)參數(shù)

在探地雷達(dá)技術(shù)中，最主要的莫過于是技術(shù)參數(shù)的分辨率了，它是探地雷達(dá)分貶率最小異常介質(zhì)的能力，可以分為垂直分辨率和水平分辨率這兩種。下面筆者根據(jù)實(shí)際分析了探地雷達(dá)不同天線垂直分辨率的經(jīng)驗(yàn)值，供大家參考使用。給出以下表格，見表1。

表1　

3　探地雷達(dá)技術(shù)在公路隧道中應(yīng)用

目前隨著探地雷達(dá)技術(shù)的逐步發(fā)展，在現(xiàn)在的公路工程建設(shè)中已經(jīng)廣泛運(yùn)用，比如說在公路隧道中的應(yīng)用。在這里面的應(yīng)用取決于地下介質(zhì)的電性和波的頻率。據(jù)筆者分析得知，它的導(dǎo)電率越高，穿透深度就越小，那么就會(huì)出現(xiàn)頻率越高，穿透深度就會(huì)越小，反之亦然。

圖2　

對(duì)于公路隧道檢測(cè)來說主要是水泥混凝土和巖石。現(xiàn)在的水泥混凝土面的導(dǎo)電率一般都會(huì)高于瀝青混凝土面層的導(dǎo)電率，這就會(huì)發(fā)生相同頻率的雷達(dá)波在瀝青混凝土面層中的穿透能力要大于大水泥混凝土面層中的穿透能力。如果我們?cè)趯?shí)際檢測(cè)中，探測(cè)瀝青混凝土面層應(yīng)使用頻率大于1200MHz的天線。另外，它的探測(cè)基層可使用頻率為800~1000MHz的天線，探測(cè)路基可使用頻率為300~900MHz的天線。

另外對(duì)于那些規(guī)模較小的空洞出現(xiàn)的異常，我們?cè)诓捎瞄g隔的選擇時(shí)波形將會(huì)發(fā)生削波現(xiàn)象，有時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)畸變。在測(cè)點(diǎn)點(diǎn)距的選擇上如果選用400Hz的天線，那么點(diǎn)距應(yīng)該取1-20cm，這樣可以保障探測(cè)的精準(zhǔn)。圖2是探地雷達(dá)技術(shù)在隧道檢測(cè)中的工作示意圖。

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中圖分類號(hào)：TN959.71

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