探地雷達(dá)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）

探地雷達(dá)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(dá)技術(shù)的探測原理及方法特點，根據(jù)探地雷達(dá)的優(yōu)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(dá)資料的處理與解釋，分析路面塌陷的隱患區(qū)，并對隱患區(qū)進行三維可視化成圖，使之更加形象、直觀。

【關(guān)鍵詞】探地雷達(dá)；塌陷；三維可視化

1　引言

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(zhì)現(xiàn)象。此類災(zāi)害性事故近幾年來逐漸增多，且給社會經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)造成很大損失。

2　探地雷達(dá)技術(shù)的探測原理及三維可視化方法技術(shù)

探地雷達(dá)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(biāo)體的一種物探技術(shù)。探地雷達(dá)探測時，通過發(fā)射天線向地下（或其它方向）定向輻射，當(dāng)脈沖電磁波傳播過程中遇到有電性差異的界面或目標(biāo)體（介電常數(shù)和導(dǎo)電率不同），就會發(fā)生反射和散射現(xiàn)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。

3　案例分析

本文以上海市閘北區(qū)中興路育嬰堂路地面塌陷為例進行討論。

3.1地質(zhì)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(qū)域發(fā)生路面塌陷，塌陷時地面形成直徑約1m左右的空洞。塌陷發(fā)生后采用探地雷達(dá)進行探測，根據(jù)探測結(jié)果，對空洞及疏松區(qū)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(jù)現(xiàn)場條件，為了能夠有效反映附近區(qū)域地下情況，測線布設(shè)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(zhì)雷達(dá)（主頻100MHz天線）對現(xiàn)場進行探測，探測前進行相應(yīng)設(shè)備調(diào)試、增益調(diào)整、疊加、濾波等參數(shù)設(shè)置。中興路育嬰堂路路口共布設(shè)地質(zhì)雷達(dá)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(jié)合上述各測線分析，中興路育嬰堂路口塌陷隱患區(qū)影響范圍在1.2m～2.4 m之間，具體隱患區(qū)域見圖。

3.4隱患區(qū)的三維可視化

根據(jù)測線解釋成果的異常邊界點的坐標(biāo)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(qū)，使之更加形象、直觀。

4　結(jié)論

1）通過實例探測和分析表明，探地雷達(dá)能夠有效檢測城市道路地下塌陷的隱患區(qū)域。

2）三維可視化使得隱患區(qū)域更加形象、直觀的呈現(xiàn)出來。

3）本文所用方法可為今后類似項目的塌陷提供指導(dǎo)作用，亦可推廣應(yīng)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】

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[3] 戴晟.地質(zhì)體三維可視化研究與系統(tǒng)實現(xiàn)[D].上海：華東師范大學(xué),2008..