洪丹丹
(上海市巖土工程檢測中心,上海 200436)
探地雷達檢測城市道路地下塌陷及其三維可視化
洪丹丹
(上海市巖土工程檢測中心,上海200436)
【摘要】本文簡要介紹了探地雷達技術的探測原理及方法特點,根據探地雷達的優點,對城市道路地下塌陷進行探測。同時本文通過對實際雷達資料的處理與解釋,分析路面塌陷的隱患區,并對隱患區進行三維可視化成圖,使之更加形象、直觀。
【關鍵詞】探地雷達;塌陷;三維可視化
道路地面塌陷是因道路路面、路基或地下土體在外力因素作用下向下陷落,并在道路路面形成塌陷坑(洞)的一種動力地質現象。此類災害性事故近幾年來逐漸增多,且給社會經濟和人民生命財產造成很大損失。
探地雷達是利用高頻電磁波(106~109HZ)的反射來探測有電性差異的界面或目標體的一種物探技術。探地雷達探測時,通過發射天線向地下(或其它方向)定向輻射,當脈沖電磁波傳播過程中遇到有電性差異的界面或目標體(介電常數和導電率不同),就會發生反射和散射現象,通過接收天線接受反射回來,幅度大小及雙程旅行時間長短不一的脈沖。
本文以上海市閘北區中興路育嬰堂路地面塌陷為例進行討論。
3.1地質概況
中興路育嬰堂路路口因路面凹陷進行多次修補;2009年11月3日在修補區域發生路面塌陷,塌陷時地面形成直徑約1m左右的空洞。塌陷發生后采用探地雷達進行探測,根據探測結果,對空洞及疏松區域進行了開挖,同時回填碎石土,由挖機機頭進行夯實處理。
3.2測線布置
根據現場條件,為了能夠有效反映附近區域地下情況,測線布設盡量利用有限工作空間,避開路面障礙物及周圍鐵磁性物體干擾,采用地質雷達(主頻100MHz天線)對現場進行探測,探測前進行相應設備調試、增益調整、疊加、濾波等參數設置。中興路育嬰堂路路口共布設地質雷達測線15條。

中興路育嬰堂路各測線解釋成果表 表3-1
3.3探測成果
對每條測線進行分析,可得到各測線的解釋成果表3-1。
結合上述各測線分析,中興路育嬰堂路口塌陷隱患區影響范圍在1.2m~2.4 m之間,具體隱患區域見圖。
3.4隱患區的三維可視化
根據測線解釋成果的異常邊界點的坐標值,利用surfer軟件可雕刻出中興路育嬰堂路路口塌陷的隱患區,使之更加形象、直觀。
1)通過實例探測和分析表明,探地雷達能夠有效檢測城市道路地下塌陷的隱患區域。
2)三維可視化使得隱患區域更加形象、直觀的呈現出來。
3)本文所用方法可為今后類似項目的塌陷提供指導作用,亦可推廣應用于檢測地下脫空、涵洞(人防工程、大型排水溝、各種地下管溝)、空洞和含水空洞等。
【參考文獻】
[1] 楊峰,彭蘇萍,等.地質雷達探測空洞解釋方法研究[J].中國地球物理,2008,221-222.
[2] 岳崇旺,王祝文.利用探地雷達探測地下空洞[J].世界地質,2007,26(1),114-117.
[3] 戴晟.地質體三維可視化研究與系統實現[D].上海:華東師范大學,2008..
