地質(zhì)雷達檢測技術(shù)試驗研究與探討

石闖++鄒波++韓杰

摘 要：該文通過檢測試驗臺方案設(shè)計、試驗臺施工及施工實況記錄，運用地質(zhì)雷達對埋設(shè)鋼筋及非金屬管道進行檢測。針對不同埋深、不同直徑，單層、雙層鋼筋及非金屬管道的檢測，驗證地質(zhì)雷達性能，研究與探討施工因素對檢測結(jié)果的影響，為地質(zhì)雷達的應(yīng)用提供參考依據(jù)，并為地質(zhì)雷達檢測技術(shù)學習者建立以該試驗臺為依據(jù)，進行研究、對比分析的基礎(chǔ)檢測圖譜。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)雷達 檢測 鋼筋 試驗研究

中圖分類號：U41 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（b）-0025-04

如何快速準確無損地確定結(jié)構(gòu)中金屬和非金屬目標分布情況，是重要的探索研究課題之一。地質(zhì)雷達檢測系統(tǒng)及技術(shù)進步為這一課題的研究提供重要支撐。地質(zhì)雷達能檢測多層金屬和非金屬目標，能檢測結(jié)構(gòu)缺陷并且不受裝修層影響；檢測結(jié)果可用圖像顯示被測部位斷面，直觀簡明，適用范圍較寬泛。該院2015年購置了中電科技集團22所研制的LTD-2100探地雷達系統(tǒng)。為開展該項目試驗教學并為今后在工程中應(yīng)用積累經(jīng)驗，通過建設(shè)試驗臺、采用地質(zhì)雷達系統(tǒng)檢測試驗、試驗結(jié)果研究分析，為技術(shù)人員采用地質(zhì)雷達進行結(jié)構(gòu)內(nèi)金屬和非金屬目標檢測提供參考具有重要意義。

1 地質(zhì)雷達試驗檢測系統(tǒng)

測試儀器LTD-2100探地雷達系統(tǒng)由硬件設(shè)備和數(shù)據(jù)處理軟件組成。硬件設(shè)備由雷達主機和天線組成。軟件包括數(shù)據(jù)采集軟件和數(shù)據(jù)分析處理軟件等。由于屏蔽天線具有抗干擾和淺層高分辨率的優(yōu)點，該次試驗采用1 500 MHz和400 MHz屏蔽式天線。

2 檢測試驗臺

試驗臺長×寬×高為2.5 m×1.5 m×1.5 m，分為不同深度、不同直徑鋼筋檢測區(qū)、雙層鋼筋網(wǎng)片及金屬目標物檢測區(qū)和不同深度不同管徑PVC檢測區(qū)。設(shè)計填充材料采用C30礫石混凝土，按要求分層澆筑，振搗密實，注意確保鋼筋、目標物和管道位置準確。檢測試驗臺施工如圖1、圖2、圖3所示，建成試驗臺如圖4所示。

從施工圖中可看出，由于受施工條件限制，試驗臺周圍采用紅磚砌筑，其中填充主要采用三合土，其內(nèi)部分有紅磚用做支撐，表面是在上層鋼筋和不同深度不同直徑鋼筋放置后，采用中粗砂灰漿抹面而成。鑒于該模型試驗研究目的是驗證檢測系統(tǒng)性能并進行檢測教學研究分析，因此，詳細記錄了施工過程、填充材料及密實度，以為之后檢測試驗研究分析提供依據(jù)。

3 試驗檢測結(jié)果

分別沿4個方向進行多次檢測，從眾多檢測結(jié)果中，選擇了4個方面具有代表性的試驗檢測結(jié)果，如圖5、圖6、圖7、圖8所示。

4 研究分析

（1）對不同深度不同直徑鋼筋檢測試驗圖譜5研究分析。該圖譜采用1 500 MHz天線檢測。圖中清晰可見6根鋼筋反射波形，檢測效果較好，但圖中檢測出有一明顯傾斜界面，分析為中粗砂漿與填充三合土界面（且鋼筋圖像弧度開口大小及拖尾大小與鋼筋直徑存在相關(guān)關(guān)系）。

（2）對雙層鋼筋東西向檢測試驗圖譜6研究分析，該圖譜采用1 500 MHz天線檢測。圖中清晰可見上層鋼筋網(wǎng)8根南北向鋼筋反射波形，但由于試驗臺邊界效應(yīng)影響，而無法檢測出試驗臺邊緣處兩根鋼筋，同樣，下層鋼筋網(wǎng)只測出7根鋼筋反射波形，檢測出的鋼筋波形效果較好。

（3）對雙層鋼筋南北向檢測試驗圖譜7研究分析，該圖譜采用1 500 MHz天線檢測。圖中清晰可見上層鋼筋網(wǎng)5根南北向鋼筋反射波形，但由于試驗臺邊界效應(yīng)影響，而無法檢測出試驗臺邊緣處兩根鋼筋，同樣，下層鋼筋網(wǎng)只測出7根鋼筋反射波形，，檢測出的鋼筋波形效果較好。

（4）管道檢測試驗圖譜8研究分析。該圖譜采用400 MHz天線檢測。圖中清晰可見不同直徑不同深度3根反射波形，檢測效果較好。

（5）試驗用地質(zhì)雷達檢測系統(tǒng)，采用1500 MHz高頻天線，對300 mm以內(nèi)不同深度不同直徑鋼筋檢測效果較好，對200 mm以內(nèi)直徑12 mm雙層鋼筋網(wǎng)檢測效果較好。

（6）試驗用地質(zhì)雷達檢測系統(tǒng)，采用400MHz天線，對1 100 mm非金屬埋管檢測效果好。

（7）試驗用地質(zhì)雷達檢測系統(tǒng)，受試驗臺填充物密實度影響較大，因試驗臺施工時，填充物有三合土、局部使用了磚，且填充物沒有經(jīng)充分壓實、沉降，試驗臺表現(xiàn)即以中粗砂漿封閉，使試驗臺與工程澆筑混凝土結(jié)構(gòu)實際相差較大。

5 結(jié)論

（1）試驗應(yīng)用表明運用地質(zhì)雷達檢測結(jié)構(gòu)鋼筋，簡便易行，結(jié)果直觀，位置清晰。

（2）試驗用地質(zhì)雷達檢測系統(tǒng)受檢測物體均勻性影響，增加了檢測結(jié)果判斷的難度。

（3）地質(zhì)雷達檢測系統(tǒng)，受邊緣影響，無法適用于較小斷面結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

（4）為了與工程實際相符，建議修建以混凝土澆筑為填充物，且嚴格按實際施工進行管理的試驗臺；現(xiàn)有試驗臺可做為檢測結(jié)構(gòu)對比試驗使用。

該次試驗研究檢測圖譜，也為今后試驗研究及教學提供了對比分析依據(jù)，具有一定的參考與借鑒價值。

參考文獻

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