探地雷達的工程應(yīng)用及原理簡介

1、探地雷達的工程應(yīng)用及原理簡介一、探地雷達的檢測原理探地雷達檢測的基本 原理是通過發(fā)射天線發(fā)射高頻電磁波， 當(dāng)高頻電磁波遇到介電常數(shù)不同的界面時， 產(chǎn)生反射回波； 根據(jù)接收天線接收到反射回波的時間和形式， 確定反射界面距頂面的距離及判定反射體的可能性質(zhì)。如圖 1 示：實際檢測時， 雷達天線沿測線從左向右移動，如圖2a；發(fā)射天線不斷發(fā)射雷達電磁波，接收天線接收到一條條雷達回波。將雷達回波按順序排列展開，便可準(zhǔn)確、形象地反映出地下探測目的體及反射界面的位置（見圖2b 示）。ab圖 2、探測目的體、界面的雷達波反射示圖二、探地雷達的工程應(yīng)用根據(jù)前述工作原理，探地雷達被廣泛應(yīng)用于：1、 混凝土、瀝青板厚

2、檢測，包括公路、機場、隧道襯砌等板厚的快速、無損檢測。2、 板后有無脫空的質(zhì)量檢測 ，檢測成果可預(yù)測砼板是否可能破裂，對脫空處及時采用注漿處理，可避免面板裂損后的大面積翻修，節(jié)省大量維修資金3、 地下管線、空洞、埋設(shè)物探測，包括市政管線位置、埋深探測；堤壩、建筑場地空洞探測；地下埋設(shè)物探測。4、 拋填體厚度、邊坡滑動面檢測 ，檢測堤壩的落底界面深度；吹填區(qū)吹填沙厚度；路基拋填厚度等。三、試驗、應(yīng)用實例我站于 05 年上半年購置了目前世界最先進的美國 SIR3000 型探地雷達，配置了多種發(fā)射頻率的探測天線。 應(yīng)用該設(shè)備已對市政地下管線、公路混凝土板厚、 軟土路基填筑界面等項目進行了十分成功的試

3、驗、應(yīng)用檢測。例 1、檸溪路市政地下管線探測試驗。管線埋設(shè)時，我們曾目擊其開挖、埋設(shè)過程。雷達探測試驗時，地面新澆灌混凝土帶表明了地下管線位置，見圖 3 照片。雷達探測云圖如圖 4 所示，隨意探測天線跨越管線位置，儀器接收到來自管線的強烈反射波（云圖中箭頭所指） ；設(shè)定雷達波速后可以判斷，管線頂面距地面約1.6m。圖 3、檸溪路地下管線探測地面照片圖 4、檸溪路地下管線雷達探測云圖例 2、珠海平沙某道路工程，路基場地為深達 20 多米的軟基。路基施工采用拋填、鋪反濾砂層、打塑料排水板、分層填壓施工。我們在填筑好的路基頂面用 80MHz 天線作雷達測試，見圖 5；得到雷達測試云圖如圖 6a 及典

4、型雷達波形如圖 6b；在圖 6 中明顯可見各層面的反射信號（見圖中標(biāo)注） 。圖 5、平沙某道路頂面的雷達檢測圖 6、平沙某道路雷達測試云圖及典型雷達波形通過在雷達測試位置鉆探證實， 雷達測試判斷的各層面位置均十分準(zhǔn)確，雷達測試結(jié)果與鉆探分析結(jié)果列于表1。表 1、 雷達測試、鉆探檢驗結(jié)果表序?qū)用婷Q雷達測試深度鉆孔檢驗深度相對誤差號(m)(m)1反濾砂層頂面2202反濾砂層底面2.72.751.80%3拋填土底面5.25.204淤泥軟土夾砂層7.57.550.70%例 3、平沙某道路混凝土面板厚度檢測。 檢測場地參見圖 5（一），道路混凝土面板取芯檢驗厚度為 2426cm；我們在路面用 1500MHz雷達天線測試，得