探地雷達技術在公路工程試驗檢測中應用

陸彩華（昆山市公路管理處，江蘇 昆山 215300）

探地雷達技術在公路工程試驗檢測中應用

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的組成及工作原理、參數的基礎上，論述了其在公路隧道建設試驗檢測的實際應用，供同行參考。

關鍵詞：探地雷達技術；公路建設；無損檢測

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

目前我國公路工程中經常用到的探地雷達包括意大利IDS公司生產的RIS，瑞典公司生產的RAMAC鉆孔雷達，美國地球物理探測設備公司研發的SIR系列等。

圖1　

1　探地雷達的組成及工作原理

1.1探地雷達的組成

一般來說，在目前的探地雷達中它主要是由主機、天線和后處理軟件構成。這其中主機起到的作用是幫助實現雷達系統的整個控制、數據采集以及處理和顯示。在我國現階段的公路工程建設中，由于地下介質情況比較復雜，我們在探測到的數據資料往往要用后處理軟件進行運算，以增強異常區域，利于得出準確結論。

1.2探地雷達工作原理（圖1）

在現在的公路探地雷達使用中，它主要依據電磁脈沖在地下傳播的原理進行具體的工作。當遇到存在電性差異的地下目標時候，電磁波就會發生反射，然后由地面接收天線接收，再通過對接收到的雷達波進行處理分析，形成一定的平面圖形，具體如下。我們根據這個參數就可判斷地下物體的結構，位置等。

2　探地雷達的技術參數

在探地雷達技術中，最主要的莫過于是技術參數的分辨率了，它是探地雷達分貶率最小異常介質的能力，可以分為垂直分辨率和水平分辨率這兩種。下面筆者根據實際分析了探地雷達不同天線垂直分辨率的經驗值，供大家參考使用。給出以下表格，見表1。

表1　

3　探地雷達技術在公路隧道中應用

目前隨著探地雷達技術的逐步發展，在現在的公路工程建設中已經廣泛運用，比如說在公路隧道中的應用。在這里面的應用取決于地下介質的電性和波的頻率。據筆者分析得知，它的導電率越高，穿透深度就越小，那么就會出現頻率越高，穿透深度就會越小，反之亦然。

圖2　

對于公路隧道檢測來說主要是水泥混凝土和巖石。現在的水泥混凝土面的導電率一般都會高于瀝青混凝土面層的導電率，這就會發生相同頻率的雷達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。如果我們在實際檢測中，探測瀝青混凝土面層應使用頻率大于1200MHz的天線。另外，它的探測基層可使用頻率為800~1000MHz的天線，探測路基可使用頻率為300~900MHz的天線。

另外對于那些規模較小的空洞出現的異常，我們在采用間隔的選擇時波形將會發生削波現象，有時候也會出現畸變。在測點點距的選擇上如果選用400Hz的天線，那么點距應該取1-20cm，這樣可以保障探測的精準。圖2是探地雷達技術在隧道檢測中的工作示意圖。

參考文獻

[1]吳梅容，曾惠珍．探地雷達在瀝青路面中的應用研究綜述[J]．福建建材，2012 （12）．

[2] 潘海結．探地雷達技術在橋梁結構無損檢測中的應用研究[J]．華東公路，2012 （01）．

[3]潘海結，黃福偉．探地雷達在橋梁預應力管道定位檢測中的應用[J]．華東交通大學學報，2012（01）．

[4]彭湘桂．探地雷達在北京市道路下方病害檢測中的研究[D]．中國地質大學（北京），2011．

中圖分類號：TN959.71

文獻標識碼：A