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地质雷达法探测缺陷

地质雷达法探测缺陷
地质雷达法探测缺陷

1、地质雷达法的原理

地质雷达法是一种用于确定地下介质分布的光谱(1MHz~1GHz)电磁技术。地质雷达利用一个天线发射高频宽频带电磁波,另一个天线接收来自地下介质界面的反射波。电磁波在介质中传播时,其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化。因此,可根据接收到波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度与波形资料,可推断介质的结构。

实测时将雷达的发射和接收天线密贴于喷层表面,雷达波通过天线进入混凝土衬砌中,遇到钢筋、钢拱架、材质有差别的混凝土、混凝土中间的不连续面、混凝土与空气分界面、混凝土与岩石分界面、岩石中的裂面等产生反射,接收天线接收到反射波,测出反射波的入射、反射双向走时,就可计算出反射波走过的路程长度,从而求出天线距反射面的距离D,即有下式:

D=V·Δt/2

式中:D――天线到反射面的距离,km;

Δt――雷达波从发射至接收到反射波的走时,用ns(纳秒,1ns=10-9秒)计;

V――雷达波的行走速度,km/s。

可以用几何光学的概念来看待直线传播

雷达波的透射和反射,即有下式:V=C0/ε1/2

式中:C0――雷达波在空气中的传播速度,30cm/ns;

ε――介电常数,由波所通过的物质决定。即物体中的雷达波速由其介电常数决定。如空气的ε=1,水的ε=81,混凝土的ε=4~10。

实际上,雷达波之所以会在物体界面产生反射,是因为界面两侧物质介电常数不同。

雷达探测原理示意图

雷达天线可沿所测测线连续滑动,所测的每个测点的时间曲线可以汇成时间剖面图像。从一个测点的反射波时间曲线上去判别哪一个波反映什么是困难的,但多个测点资料汇成的时间剖面,各测点接收到的同一反射面的反射波汇面一定图像,就能直观地反映出各种不同的反射面。例如,一个与测量平面近于平行的反射面,如衬砌的外缘面,在时间剖面上就是与时间0基线近于平行的线;衬砌与岩体交界面的起伏(反映了衬砌厚薄变化)表现为有起伏的图像;钢拱架的反射图像可能是一双曲线,在彩色或黑色灰度的图上也可能呈现一个个圆点;突入衬砌中的小块岩石、衬砌背后的空洞、两层衬砌间的空隙则多呈双曲线图像。根据这些图像即可辩别不同的物体。时间剖面图像是探地雷达成果的基本图件,其横座标为测点位置,纵座标为雷达波反射走时,可以用黑白波型图像(波形图变面积黑白显示)、黑白灰度显示、彩色色块显示等形式。可以用专用分析软件对所测图象进行分析。

2、现场检测程序

1.测线布置

(1)隧道施工过程中质量检测以纵向布线为主,横向布为辅。纵向布线的位置应在隧道拱顶、左右拱腰、左右边墙和隧底各布1条;横向布线可按检测内容和要求布设线距,一般情况线距8~12m ;采用点测时每断面不小于6个点。检测中发现不合格地段应加密测线或测点。

(2)隧道竣工验收时质量检测应纵向布线,必要时可横向布线。纵向布线的位置应在隧道拱顶、左右拱腰和左右边墙各布1条;横向布线线距8~12m ;采用点测时每断面不少于5个点。需确定回填空洞规模和范围时,应加密测线或测点。

(3)三车道隧道应在隧道拱顶部位增加2条测线。

(4)测线每5~10m 应有一里程标记。

2.介质参数标定

(1)检测前应对衬砌混凝土的介电常数或电磁波速做现场标定,且每座隧道应不少于1处,每处实测不少于3次,取平均值为该隧道的介电常数或电磁波速。当隧道长度大于3km 、衬砌材料或含水量变化较大时,应适当增加标定点数。

(2)标定方法:①在已知厚度部位或材料与隧道相同的其他预制件上测量;②在洞口或洞内避车洞处使用双天线直达波法测量;③钻孔实测。

(3)求取参数时应具备以下条件:①标定目标体的厚度一般不小于15cm ,且厚度已知;②标定记录中界面反射信号应清晰、准确。

(4)标定结果应按下式计算:

223.0??? ??=d t r ε

9102?=t

d υ 式中:r ε—相对介电常数 ;

υ—电磁波速(m/s )

; t —双程旅行时间(ns )

; d —标定目标体厚度或距离(m )。

3.测量时窗由下式确定: a d T r

?=

?3.02ε 式中:T ?—时窗长度(ns );

a —时窗调整系数,一般取1.5~2.0。

4.扫描样点数由下式确定:

3102-?????=K f T S

式中:S —扫描样点数;

T ?—时窗长度(ns )

; f —天线中心频率(MHz );

K —系数,一般取

6~10。 5.纵向布线应采用连续测量方式,扫描速度不得小于40道(线)/s ;特殊地段或条件不允许时可采用点测方式,测量点距不利大于20cm 。

某隧道二衬检测报告范本

. 示范报告检测项目名称:某某隧道二次衬砌质量检测 委托单位地址: 检测单位名称: 检测类别:委托检测 报告日期:二0一四年七月三十日

某某隧道检测报告 检测人员: 项目负责: 审核人: 批准人: 检测单位: 附加声明: 1. 本检测报告无检测专用章或检测单位公章无效。 2. 复印本检测报告未重新加盖检测专用章或检测单位公章无效。 3. 本检测报告无检测人员、项目负责人、审核人、批准人签字无效。 4. 本检测报告涂改无效。 5. 对本检测报告有异议,应于收到报告之日起15个工作日内,向检测单位提出,逾期不予受理。

目录 1. 前言 (4) 2. 工程概况 (4) 3. 检测内容 (4) 4.检测依据 (4) 5.检测方法 (4) 6.测试仪器 (6) 7.检测结果 (6) 8.结论及建议 (9)

1. 前言 2. 工程概况 3. 检测内容 3.1、二次衬砌厚度; 3.2、二次衬砌背后的空洞及欠密实情况; 3.3、钢拱架间距(抽检); 3.4、隧道断面。 4.检测依据 4.1、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004); 4.2、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB 50086-2001); 4.3、《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》(TB10223-2004); 4.4、由隧道施工单位提供的隧道设计参数表。 5.检测方法 采用地质雷达法对隧道衬砌缺陷情况进行检测,检测衬砌的空洞、欠密实等缺陷的分布,并同时检测衬砌的厚度。

地质雷达是采用无线电波检测地下介质分布和对不可见目标体或地下界面进行扫描,以确定其内部结构形态或位置的电磁技术。其工作原理为:地质雷达是以高频电磁脉冲波,由发射天线以宽频带短脉冲形式向地下发射电磁波,当遇到有电性差异的界面或目的体时通常产生一定强度的反射波,并被地面接收天线所接收,根据接收到波的旅行时间(双程走时)、幅度频率与波形变化资料,可以推断介质的内部结构以及目标体的深度、形状等特征参数,具有高分辨率、无损性、高效率、抗干扰能力强等特点。地质雷达的工作原理,如图5-1所示;地质雷达的反射测试系统及反射剖面,如图5-2所示。 图5-1 地质雷达工作原理及其基本组成示意图 检测时采用剖面法,即发射天线(T )和接收天线(R )以固定间距沿测线同步移动的测量方式。发射天线和接收天线在地面沿测线均匀移动,反射回来的电磁波信息即可把地下电磁差异界面的分布特征及形态反映出来,就能得到其内部介质剖面图像。依据地质雷达图像,通过对时域波形的采集、处理和分析,进行时深换算获得异常界面或目的体的情况。其结果可用地质雷达时间剖面图像表示,其中横坐标记录了天线在地表的位置,纵坐标为反射波双程走时,表示雷达脉冲从发射天线出发经地下界面反射回到接收天线所需的时间,这种记录能准确描述测线下方各反射界面的形态,同时结合施工资料,可确定隧道衬砌厚度以及有无空洞等缺陷。 信号 收发转换开关 发射机 接收机 噪声 主机 发射 接收 目标体

隧道衬砌地质雷达无损检测技术

隧道衬砌质量地质雷达无损检测技术 1 前言 工艺概况 铁路隧道衬砌是隐蔽工程,用传统的目测或钻孔对其质量进行检测有较大的局限性;应用物理勘探的方法对隧道衬砌混凝土进行无损检测,可取得快速、安全、可靠的效果。 工艺原理 电磁反射波法(地质雷达)由主机、天线和配套软件等几部分组成。根据电磁波在有耗介质中的传播特性,当发射天线向被测介质发射高频脉冲电磁波时,电磁波遇到不均匀体(接口)时会反射一部分电磁波,其反射系数主要取决于被测介质的介电常数,雷达主机通过对此部分的反射波进行适时接收和处理,达到探测识别目标物体的目的(图1)。 图1 地质雷达基本原理示意图 电磁波在特定介质中的传播速度是不变的 ,因此根据地质雷达记录的电磁波传播时间ΔT ,即可据下式算出异常介质的埋藏深度H : H V T =??2 (1) 式中,V 是电磁波在介质中的传播速度,其大小由下式表示: V C =ε (2) 式中,C 是电磁波在大气中的传播速度,约为×108m/s ; ε为相对介电常数,不同的介质其介电常数亦不同。 雷达波反射信号的振幅与反射系统成正比,在以位移电流为主的低损耗介质中,反射系数可表示为: 212 1εεεε+-=r (3)

反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异,电性差越大,反射信号越强。 雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和波的频率。电导率越高,穿透深度越小;频率越高,穿透深度越小。 2 工艺特点 电磁反射波法(地质雷达)能够预测隧道施工中衬砌的各种质量问题,分辨率高,精度高,探测深度一般在~左右。利用高频电磁脉冲波的反射,中心工作频率 400MHz/900 MHz/1500 MHz; 采用宽带短脉冲和高采样率,分辨率较高; 采用可调程序高次迭加和多波处理等信号恢复技术,大大改善了信噪比和图像显示性能。 (1)操作简单,对工作环境要求不高; (2)对衬砌隐蔽工程质量问题性质判断一般精度较高,分辨率可达到2~5cm,检测的深度、结构尺寸以及里程偏差或误差小于10%,缺陷类型识别准确度达95%以上; (3)通过专业的RADAN 分析软件,专业的技术人员可以迅速的完成数据处理等。 3 适用范围 地质雷达有其适用范围和适用条件,目标体与周围介质是否存在足够的电性差异,是探测工作是否有效的前提,这种电性差异就是介电常数;应根据不同的检测对象和检测要求选用不同的天线类型;适用条件,探测的目标体与周围介质有较大的介电常数差异并具有较好的反射条件;上覆层导电性较弱;目标体具有一定的体积,引起的异常有一定的强度;具有一定的探测对比资料。 该技术适用于隧道衬砌质量施工过程控制和竣工验收的无损检测。 4 主要引用标准 《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB 10753-2010) 《铁路隧道工程施工质量验收标准》TBl0417-2003 《铁路隧道衬砌质量无损检测规程施工规范》(TB10223-2004) 《铁路工程物理勘探规程》(TB10013-2004) 《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)

地质雷达测量技术

地质雷达测量技术 内容提要:本文在简述地质雷达基本原理的基础上,介绍了地质雷达检测隧道衬砌质量的工作方法,通过理论分析、实际资料计算、实测效果等方面说明采用地质雷达技术检测隧道衬砌质量的必要性和可靠性。 关键词:地质雷达测量技术 1 前言 地质雷达(Geological Radar)又称探地雷达(Ground Penetrating Radar),是一项基于不破坏受检母体而获得各项检测数据的检测方法,在我国已在数百项工程中得到了应用,并取得了显著成效。同时,随着交通、水利、市政建设工程等基础设施的大力发展,以及国家对工程质量的日益重视,工程实施过程中仍急需用物理勘探的手段解决大量的地质难题,因此,地质雷达极其探测技术市场前景十分广阔。 地质雷达作为一项先进技术,具有以下四个显著特点:具有非破坏性;抗电磁干扰能力强;采用便携微机控制,图象直观;工作周期短,快速高效。它不仅用于管线探测,还可用于工程建筑,地质灾害,隧道探测,不同地层划分,材料,公路工程质量的无损检测,考古等等。 2 地质雷达技术原理 地质雷达是运用瞬态电磁波的基本原理,通过宽带时域发射天线向地下发射高频窄脉冲电磁波,波在地下传播过程中遇到不同电性介质界面时产生反射,由接收天线接收介质反射的回波信息,再由计算机将收到的数字信号进行分析计算和成像处理,即可识别不同层面反射体的空间形态和介质特性,并精确标定物体的深度(图1)。

图1 地质雷达检测原理图 3 雷达的使用特性 3.1无损、连续探测,不破坏原有母体,避免了后期修补工作,可节约大量的时间和费用。 3.2 操作简便,使用者经过2-3天培训就能掌握。 探测时,主机显示器实时成像,操作人员可直接从屏幕上判读探测结果,现场打印成图,为及时掌握施工质量提供资料,提高了检测速度和科学水平。并且通过数据分析,还可以了解道路的结构情况,发现道路路基的变化和隐性灾害,使日常管理和维护更加简单。 3.3 测量精度高,测试速度快。在车载工作方式下,测试速度大大提高,当车速达80Km/h时,系统仍能正常工作。 3.4 收、发天线离地面的探测高度可以针对不同的埋地目标进行调整,以达到最佳的探测能力和探测分辨率:同时还可以调节收发天线之间的距离寻找系统工作的最好效果。 3.5 测点密度不受限制,便于点测和普查。 工作方式的灵活使得用户可以连续普查某一段工程的质量,也可随时对异常区域进行重点探测 和分析。 3.6 便于维护与保养。 本系统采用了结构化设计,对于使用不当或其它原因造成的质量问题,简单地更换接插件即可保证雷达的正常工作。 3.7 可扩充配置。 通过选择相应的发射源和收发天线,再配上相应的处理软件,就可以在中、深层探测范围,如地下管线、地基空洞、钢筋分布、堤坝密实程度等方面扩大应用。 4 地质雷达在检测隧道衬砌质量中的应用 新建隧道施工中为确保隧道衬砌质量,采用传统“钻、看”的检测方法显然已不能满足“多断面、全方位”的检测要求,业主和施工单位都在探索采用无损检测技术有效监控和确保隧道衬砌质量的新方法。 隧道衬砌的质量检测包括1)隧道衬砌厚度,2)隧道衬砌背后未回填的空区,3)隧道衬砌的密实程度,4)施工时坍方位置及坍方的处理情况。5)有时还可检测围岩中地下水向隧道侵入的位置。4.1 工作方法

地质雷达在地下管线探测中的应用研究

地质雷达在地下管线探测中的应用研究 发表时间:2018-09-04T14:12:30.883Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第11期作者:尹凡 [导读] 在城市建设发展速度不断加快的背景下,城市地下空间的利用率也不断提升。 上海京海工程技术有限公司 200131 摘要:在城市建设发展速度不断加快的背景下,城市建设中针对地下空间管线探测的工作量日益增多。更为关键的是,随着地下管线施工工艺的发展以及管道材质的多元化完善,地下管线探测的难度也在日益增加。地质雷达作为一种高频宽度电磁波地下管线探测技术,适用于地下浅层深度的探测作业,具有分辨率高、准确可靠、安全无损、快捷连续等一系列优势,在地下管线探测领域中具有非常确切的应用价值。本文即在分析地质雷达探测原理的基础之上,概述地质雷达技术在地下管线探测中的应用优势,并就其实际应用要点展开分析与探讨,望能够引起业内人士的高度关注与重视。 关键词:地下管线;地质雷达;探测;应用 在城市建设发展速度不断加快的背景下,城市地下空间的利用率也不断提升,地下管线类型众多且在用途、材料性质以及尺寸上均存在非常明显的差异性,因此针对不同类型地下管线需应用的探测技术也会存在一定的差异性。传统意义上所选用的地下管线探测技术无法准确针对损伤程度进行评估,地下管线的铺设质量也难以得到准确的反应,由此可能导致一系列质量安全隐患的产生,对地下管线探测质量产生非常不良的影响。地质雷达作为一种高频宽度电磁波地下管线探测技术,适用于地下浅层深度的探测作业,具有分辨率高、准确可靠、安全无损、快捷连续等一系列优势,在地下管线探测领域中具有非常确切的应用价值,本文即针对地质雷达技术在地下管线探测领域中的应用问题进行分析与探讨。 1 地质雷达探测原理 地质雷达是一种用于评估并分析地下介质分布情况的高频电磁技术。地下雷达探测以地下介质在介电性方面的差异为依据,通过天线发射或接收高频电磁波信号的方式,利用工作软件处理所接收信号并成像,从而帮助工作人员得到相应探测结果。应用地质雷达技术进行地下管线探测的基本原理如下图(见图1)所示。 图1:地质雷达的技术进行地下管线探测的基本原理示意图 在应用地质雷达技术进行地下管线探测作业的过程中,最基础的操作过程是:由放置于地面的天线面向地下待探测区域发射高频电磁脉冲信号,在高频电磁脉冲信号于地下空间内进行传播的过程当中,若遭遇相对介电常数不同(及有不同电性表现)的界面时,高频电磁脉冲信号中一部分透射界面并继续向地下空间其他区域进行传播,而另一部分信号则在该位置直接反射会地面,由地面所安装接收天线进行接收并记录至主机中。在这一操作过程当中,若地下介质波速已知或地下探测空间中介质的相对介质常数已知,则可以根据所测定反射波自发射天线发出至接收天线接受耗时(以下定义为t)的具体结果,计算所地质雷达技术所探测物体的埋深以及具体位置。在这一过程当中,假定T为发射天线,R为地面接收天线,h为地下管线目标体顶部埋设深度,r为电磁波双程走时,则可建议如下所示关系:vt=(4h2+x2)-1 (1) 该式中,定义屏蔽式发射体现为t,接收天线为r,两者距离为x,若两者距离高度相近,即在x无线趋近于0的情况下,可将式(1)转换为: h=1/2vt (2) 根据上式,若电磁波在介质中的传播速度v处于已知状态,并且电磁发射博的走时的t可以加以准确计算,则就能够通过以上方式得到待测定目标物体的深度取值。 2 地质雷达技术在地下管线探测中的应用价值 第一,分辨率高。在地下管线探测过程中,应用地质雷达探测技术具有较高的分辨率,所呈现出的地下管线分布图像清晰度高,能够直接掌握所探测区域地下管线的实际分布情况,并在探测结果的辅助下展开科学有效的设计施工作业,强化地下管线设计质量,并更好的为地下管线正式施工提供服务,保障地下管线铺设的安全性与可靠性。同时,依托于地质雷达技术所提供的高分辨率图像,还能够为整个城市建设探测提供重要指导,支持对城市建设水平的综合评定与分析。 第二,准确可靠。地质雷达探测技术的准确性高,在应用地下管线探测的过程中呈现出了连续性的特点,确保所探测地下管线分布数据状态的完整性与动态性。地质雷达探测技术通过对介质介电性质以及几何形态的分析,以改变电磁场强度以及波形特征,使功能、形态以及性质存在差异的地下管线能够通过地质雷达探测图像所呈现出来,方便工作人员对地下管线进行合理的选取,确保管线铺设质量,并为后续针对地下管线的高精度探测提供指导。 第三,快捷无损。地质雷达探测技术在地下管线探测中的应用在浅层分布探测目标中有良好的适用性,检测过程安全且缺损。整个检测过程中,通过对高频宽谱无损电磁波的发射与接收,来辨别被探测区域中地下介质的分布情况,也可在现代化互联网辅助技术的支持下,转移至地面进行探测,发挥地质雷达技术高速反射的功能优势,方便相关工作人员更为及时与准确的掌握地下管线分布情况,及时对安全隐患进行识别与防控,以促进地下管线探测质量与探测效率的进一步提升与优化。 3 地质雷达技术在地下管线探测中的应用实例 在地下管线探测过程中,工作人员首先需要对探测区域内的地下管网资料进行收集与整理,展开实际调查,安排专人进入地下管线探测区域现场,寻找露头窨井,将其打开进行拍照、丈量深度、填写记录等。然后,针对现场发现的露头金属管或电力管线,应当在爱地下

地质雷达

地质雷达在隧道超前地质预报中的应用 摘要:本文简要介绍了地质雷达基本原理及其探测深度、精度,并结合实例阐述了地质雷达的工程应用。 关键词:地质雷达;隧道超前地质预报;掌子面 引言 目前,我国修建大量穿越山岭的特长隧道。由于这些隧道大都处于地下各种复杂的水文地质、工程地质岩体中。为了摸清和预知周围的水文地质和工程地质条件,隧道地质超前预报显示出越来越重要的作用。在隧道开挖掘进过程中,提前发现隧道前方的地质变化,为施工提供较为准确的地质资料,及时调整施工工艺,减少和预防工程事故的发生非常重要。一、地质雷达基本原理及探测深度、精度 地质雷达( Ground Penetrating Radar, 简称GPR, 也称探地雷达) 是利用超高频(106Hz~109Hz)电磁脉冲波的反射探测地下目的体分布形态及特征的一种地球物理勘探方法。发射天线( T) 将信号送入地下,遇到地层界面或目的体反射后回到地面再由接收天线( R) 接收电磁波的反射信号,通过对电磁波反射信号的时域特征和振幅特征进行分析来了解地层或目的体特征(见图1)

图1 地质雷达反射探测原理图 根据波动理论,电磁波的波动方程为: P = │P│e-j(αx-αr)﹒e-βr(1)(1)式中第二个指数-βr是一个与时间无关的项,它表示电磁波在空间各点的场值随着离场源的距离增大而减小,β为吸收系数。式中第一个指数幂中αr表示电磁波传播时的相位项,α为相位系数,与电磁波传播速度V的关系为: V = ω/α(2)当电磁波的频率极高时,上式可简略为: V = c/ε1/2(3)式中c为电磁波在真空中的传播速度;ε为介质的相对介电常

1--《地质雷达》实验报告(封面+报告模板) (1)

地质雷达实验报告 成绩: 系别:资源勘查与土木工程系 专业班级: 姓名: 学号: 指导教师: 年月日

实验项目名称:地质雷达的操作及应用 同组学生姓名: 实验地点:结构检测实验室91110 实验日期:年月日 1.1 实验目的 (1)了解地质雷达基本构造、性能和工作原理。 (2)掌握地质雷达的操作步骤和使用方法。 1.2 实验原理及方法 通过发射天线向地下发射宽频带高频电磁波。在传播过程中,当遇到存在电性差异的地下介质或目标体时,雷达波会发生反射返回地面,并由接收天线接收,并以波或图像的形式,存储在电脑中。 1.3 仪器设备 OKO-2俄罗斯地质雷达。

1.4 实验步骤 (1)连好数据线; (2)打开主机和天线上的电源开关; (3)运行采集软件; (4)设置参数; (5)数据采集并保存数据; (6)关机、拆线。 1.5 数据处理 主要包括两个方面:即增益和滤波。增益的目的是放大深部信号的增幅,使较弱的信号能被识别,滤波的种类很多,一般包括中值滤波、平均值滤波、带通滤波和巴特沃斯带通滤波等等。 1.6 注意事项 在运用雷达过程中,须掌握雷达工作的三个重要参数:环境电导率、介电常数和探测频率。 环境电导率σ是表征介质导电能力的参数,它决定了电磁波在介质中的穿透深度,其穿透深度随电导率的增加而减小,当介质的电导率σ>10-2S/m时,电磁波衰减极大,难于传播,雷达方法不宜使用,如:湿粘土、湿页岩、海水、海水冰、湿沃土、金属物等。 介电常数是影响应用效果的另一个重要因素,它决定了高频电磁波在介质中的传播速度,并且反射信号的强弱也取决于介电常数的差异。电磁波在介质中的传播速度可采用下式近似考虑:

地质雷达

探地雷达使用提纲 1、适用范围及适用条件 2、设计规范及收费标准 3、不同地质情况的雷达波形特征 1、适用范围及适用条件 1.1适用范围: 探地雷达法适用于基岩深度、水位深度、软土层厚度与深度,断裂构造等地质工程探查,城市路面塌陷、岩溶塌陷、土洞、滑坡面等地质灾害调查,地下水污染带监测,地基加固效果评价,路面、机场跑道、洞室衬砌检测,堤坝隐患,地下泄露,地下管线及其他埋设物探测,考古探查等。 1.2适用条件: (1)探测目的体与周边介质之间应存在明显介电常数差异,电性稳定,电磁波发射信号明显; (2)目的体在探测深度或距离范围内,其尺寸应满足探测分辨率的要求; (3)测线上天线经过的表面应相对平缓,无障碍,且易于天线移动; (4)测区内不应存在大范围金属构件、无线电发射频源等较强的电磁波干扰,或通过处理无法消除的干扰; (5)不应存在极低阻屏蔽层; (6)单孔或跨孔检测时不得有金属套管; 2地质雷达测线测点设计规范及收费标准 2.1测线测点设计规范 2.1.1工程物探应根据任务要求、探测方法、目的物的规模与埋深等因素综合确定工作比例尺,测网布置应与工作比例尺一致,测网密度应能保证异常的连续、完整和便于追踪; 2.1.2布置测线时,测线方向宜避开地形及其它干扰的影响,应垂直于或大角度相交于目的物或已知异常的走向,岩溶、采空区、防空洞等走向多变体的探测宜布设两组相互正交的测线; 2.1.3测线长度应保证异常的完整和具有足够的异常背景; 2.1.4探测范围内有已知点时,测线应通过或靠近该已知点的布设;

2.1.5点测时,测点布设位置、测量应满足资料解释推断的需要; 2.1.6工作比例尺确定后,宜参照表1选择测网密度。 表1 工作比例尺与测网密度 比例尺线距(m)点距(m)点测(点/km2)1∶25000 250 25-50 10-20 1∶10000 100 10-20 80-120 1∶5000 50 10-20 300-400 1∶2000 20 5-10 2000-2500 1∶1000 10 1-5 -- 1∶500 5 0.5-2 -- 2.2收费标准 地质雷达探测收费参见《工程勘察设计收费标准》第7章——工程物探,收费标准见表2 表2 地质雷达收费标准 地质雷达 工作方式工程勘探路面质量点测点20 (元/点)20(元/点) 连续km 13500(元/km)6300(元/km)探淤深度>10m,附加调整系数为1.3;不足4个组日按4个组日计

地质雷达报告

福州绕城公路东南段 南峰隧道超前地质预报 (地质雷达) 编号:BG-CQYB-A16-001 合同段:A16合同段 施工单位:中铁十七局集团第一工程有限公司探测范围:右线出口LYK8+335~LYK8+310 编制: 校核: 检测单位:中国科学院武汉岩土力学研究所 检测日期:2013年12月27日 报告日期:2013年12月27日

一、工作概况 2013年12月27日,中国科学院武汉岩土力学研究所对福州绕城公路东南段A16合同段南峰隧道出口右洞进行了超前地质预报,采用GSSI 公司生产的SIR-20地质雷达进行数据采集,配属100MHZ 的屏蔽天线进行了探测。本次探测范围为右线出口LYK8+335~LYK8+310,共25m 。 二.预报的方法技术 (一) 地质雷达超前预报的基本原理 地质雷达(Ground Penetrating Radar ,简称GPR)是近年来应用于浅层地质构造、岩性检测的一项新技术,其特点是快速、无损、连续检测,并以实时成象方式显示地下结构剖面,使探测结果一目了然,分析、判读直观方便。因探测精度高、样点密、工作效率高而倍受关注。随着该项技术的不断完善和发展,其应用领域不断扩展。 隧道地质雷达超前预报方法是一种用于确定隧道掌子面前方介质分布变化的广谱电磁波技术。如图1所示,利用一个天线向掌子面前方发射无载波电磁脉冲,另一个天线接收由岩体中不同介质界面反射的回波,利用电磁波在岩体介质中传播时,其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性 质(如介电常数Er) 及几何形态的变化差异,根据接收到的回波旅行时间、幅度和波形等信息,来探测掌子面前方介质的地层结构与异常地质体。 理论研究与实验室模拟试验证明,电磁波在物体或介质中的传播速度v 、走时t 、与介质的相对介电常数Er 有如下关系: v x z t 2 24+= r c v ε=

隧道衬砌地质雷达无损检测技术

. . . . 隧道衬砌质量地质雷达无损检测技术 1 前言 1.1工艺概况 铁路隧道衬砌是隐蔽工程,用传统的目测或钻孔对其质量进行检测有较大的局限性;应用物理勘探的方法对隧道衬砌混凝土进行无损检测,可取得快速、安全、可靠的效果。 1.2工艺原理 电磁反射波法(地质雷达)由主机、天线和配套软件等几部分组成。根据电磁波在有耗介质中的传播特性,当发射天线向被测介质发射高频脉冲电磁波时,电磁波遇到不均匀体(接口)时会反射一部分电磁波,其反射系数主要取决于被测介质的介电常数,雷达主机通过对此部分的反射波进行适时接收和处理,达到探测识别目标物体的目的(图1)。 图1 地质雷达基本原理示意图 电磁波在特定介质中的传播速度是不变的,因此根据地质雷达记录的电磁波传播时间ΔT,即可据下式算出异常介质的埋藏深度H: H V T =??2(1)

式中,V 是电磁波在介质中的传播速度,其大小由下式表示: V C =ε (2) 式中,C 是电磁波在大气中的传播速度,约为3.0×108m/s ; ε为相对介电常数,不同的介质其介电常数亦不同。 雷达波反射信号的振幅与反射系统成正比,在以位移电流为主的低损耗介质中,反射系数可表示为: 212 1εεεε+-=r (3) 反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异,电性差越大,反射信号越强。 雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和波的频率。电导率越高,穿透深度越小;频率越高,穿透深度越小。 2 工艺特点 电磁反射波法(地质雷达)能够预测隧道施工中衬砌的各种质量问题,分辨率高,精度高,探测深度一般在0.5m ~2.0m 左右。利用高频电磁脉冲波的反射,中心工作频率400MHz/900 MHz/1500 MHz ; 采用宽带短脉冲和高采样率,分辨率较高; 采用可调程序高次迭加和多波处理等信号恢复技术,大大改善了信噪比和图像显示性能。 (1)操作简单,对工作环境要求不高; (2)对衬砌隐蔽工程质量问题性质判断一般精度较高,分辨率可达到2~5cm ,检测的深度、结构尺寸以及里程偏差或误差小于10%,缺陷类型识别准确度达95%以上; (3)通过专业的RADAN 6.0分析软件,专业的技术人员可以迅速的完成数据处理等。 3 适用范围 地质雷达有其适用范围和适用条件,目标体与周围介质是否存在足够的电性

第二讲 国内外地质雷达技术发展状况

第二讲国内外地质雷达技术发展状况(历史与现状) 探地雷达的历史最早可追溯到20世纪初,1904年,德国人Hulsmeyer首次将电磁波信号应用与地下金属体的探测。1910年Leimback和Lowy以专利形式在1910年的专利,他们用埋设在一组钻孔里的偶极子天线探测地下相对高的导电性质的区域,并正式提出了探地雷达的概念。1926年Hulsenbeck第一个提出应用脉冲技术确定地下结构的思路,指出只要介电常数发生变化就会在交界面会产生电磁波反射,而且该方法易于实现,优于地震方法[1,2]。但由于地下介质具有比空气强得多的电磁衰减特性,加之地下介质情况的多样性,电磁波在地下的传播比空气中复杂的多,使得探地雷达技术和应用受到了很多的限制,初期的探测仅限于对波吸收很弱的冰层厚度(1951,B.O.Steenson,1963,S.Evans)和岩石和煤矿的调查(J.C.Cook)等。随着电子技术的发展,直到70探地雷达技术才重新得到人们的重视,同时美国阿波罗月球表面探测实验的需要,更加速了对探地雷达技术的发展,其发展过程大体可分为三个阶段: 第一阶段,称为试验阶段,从20世纪70年代初期到70年代中期,在此期间美国,日本、加拿大等国都在大力研究,英国、德国也相继发表了论文和研究报告,首家生产和销售商用GPR的公司问世,即Rex Morey和Art Drake成立的美国地球物理测量系统公司(GSSI),日本电器设备大学也研制出小功率的基带脉冲雷达系统。此期间探地雷达的进展主要表现在,人们对地表附近偶极天线的辐射场以及电磁波与各种地质材料相互作用的关系有了深刻的认识,但这些设备的探测精度、地下杂乱回波中目标体的识别、分别率等方面依然存在许多问题。 第二阶段,也称为实用化阶段,从20世纪70年代中后其到80年代,在次期间技术不段发展,美国、日本、加拿大等国相继推出定型的探地雷达系统,在国际市场,主要有美国的地球物理探测设备公司(GSSI)的SIR系统,日本应用地质株式社会(OYO)的YL-R2地质雷达,英国的煤气公司的GP管道公司雷达,在70年代末,加拿大A-Cube公司的Annan和Davis等人于1998年创建了探头及软件公司(SSI),针对SIR系统的局限性以及野外实际探测的具体要求,在系统结构和探测方式上做了重大的改进,大胆采用了微型计算机控制、数字信号处理以及光缆传输高新技术,发展成了EKKO Ground Penetrating Radar 系列产品,简称EKKO GPR系列。瑞典地质公司(SGAB)也生产出RAMAC 钻孔雷达系统,此外,英国ERA公司、SPPSCAN公司,意大利IDS公司、瑞典及丹麦也都在生产和研制各种不同型号的雷达。80年代全数字化的GPR问世,具有划时代的意义,数字化GPR不仅提供了大量数据存储的解决方案,增强了实时和现场数据处理的能力,为数据的深层次后处理带来方便,更重要的是GPR 因此显露出更大的潜力,应用领域得以向纵身拓展。 第三阶段,从上个世纪80年代至今,可称为完善和提高阶段。在此期间,GPR技术突飞猛进,更多的国家开始关注探地雷达技术,出现了很多探地雷达的研究机构,如荷兰的应用科学研究组织和代尔夫大学,法国_德国的Saint-Louis 研究所(ISL),英国的DERA,瑞典的FOA,娜威科技大学和地质研究所,比利时的RMA,南非的开普敦大学,澳大利亚昆士兰大学,美国的林肯实验室和Lawrence Livermore国家实验室以及日本的一些研究机构等等。同时,探地雷达也得到了地球物理和电子工程界的更多关注,对天线的改进、信号的处理、地下目标的成像等方面提出了许多新的见解。GSSI公司在商业上取得了极大的成功,

某隧道二衬检测报告范本

某隧道二衬检测报告范本 示范报告检测项目名称:某某隧道二次衬砌质量检测 委托单位地址: 检测单位名称: 检测类别:委托检测 报告日期:二0一四年七月三十日

某某隧道检测报告 检测人员: 项目负责: 审核人: 批准人: 检测单位: 附加声明: 1. 本检测报告无检测专用章或检测单位公章无效。 2. 复印本检测报告未重新加盖检测专用章或检测单位公章无效。 3. 本检测报告无检测人员、项目负责人、审核人、批准人签字无效。 4. 本检测报告涂改无效。 5. 对本检测报告有异议,应于收到报告之日起15个工作日内,向检测单位提出,逾期不予受理。

目录 1. 前言 (4) 2. 工程概况 (4) 3. 检测内容 (4) 4.检测依据 (4) 5.检测方法 (4) 6.测试仪器 (6) 7.检测结果 (6) 8.结论及建议 (8)

1. 前言 2. 工程概况 3. 检测内容 3.1、二次衬砌厚度; 3.2、二次衬砌背后的空洞及欠密实情况; 3.3、钢拱架间距(抽检); 3.4、隧道断面。 4.检测依据 4.1、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004); 4.2、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB 50086-2001); 4.3、《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》(TB10223-2004); 4.4、由隧道施工单位提供的隧道设计参数表。 5.检测方法 采用地质雷达法对隧道衬砌缺陷情况进行检测,检测衬砌的空洞、欠密实等缺陷的分布,并同时检测衬砌的厚度。 地质雷达是采用无线电波检测地下介质分布和对不可见目标体或地下界面进行扫描,以确定其内部结构形态或位置的电磁技术。其工作原理为:地质雷达是以高频电磁脉冲波,由发射天线以宽频带短脉冲形式向地下发射电磁波,当遇到有电性差异的界面或目的体时通常产生一定强度的反射波,并被地面接收天线所接收,根据接收到波的旅行时间(双程走时)、幅度频率与波形变化资料,可以推断介质的内部结构以及目标体的深度、形状等特征参数,具有高分辨率、无损性、高效率、抗干扰能力强等特点。地质雷达的工作原理,

隧道衬砌地质雷达无损检测技术

隧道衬砌质量地质雷达无损检测技术 1 前言 1.1工艺概况 铁路隧道衬砌是隐蔽工程,用传统的目测或钻孔对其质量进行检测有较大的局限性;应用物理勘探的方法对隧道衬砌混凝土进行无损检测,可取得快速、安全、可靠的效果。 1.2工艺原理 电磁反射波法(地质雷达)由主机、天线和配套软件等几部分组成。根据电磁波在有耗介质中的传播特性,当发射天线向被测介质发射高频脉冲电磁波时,电磁波遇到不均匀体(接口)时会反射一部分电磁波,其反射系数主要取决于被测介质的介电常数,雷达主机通过对此部分的反射波进行适时接收和处理,达到探测识别目标物体的目的(图 1)。 图1 地质雷达基本原理示意图 电磁波在特定介质中的传播速度是不变的 ,因此根据地质雷达记录的电磁波传播时间ΔT ,即可据下式算出异常介质的埋藏深度H : H V T =??2 (1) 式中,V 是电磁波在介质中的传播速度,其大小由下式表示: V C =ε (2) 式中,C 是电磁波在大气中的传播速度,约为3.0×108m/s ; ε为相对介电常数,不同的介质其介电常数亦不同。 雷达波反射信号的振幅与反射系统成正比,在以位移电流为主的低损耗介质中,反射系数可表示为: 212 1εεεε+-=r (3) 反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异,电性差越大,反射信号越强。 雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和波的频率。电导率越高,穿透深度

越小;频率越高,穿透深度越小。 2 工艺特点 电磁反射波法(地质雷达)能够预测隧道施工中衬砌的各种质量问题,分辨率高,精度高,探测深度一般在0.5m~2.0m左右。利用高频电磁脉冲波的反射,中心工作频率400MHz/900 MHz/1500 MHz; 采用宽带短脉冲和高采样率,分辨率较高; 采用可调程序高次迭加和多波处理等信号恢复技术,大大改善了信噪比和图像显示性能。 (1)操作简单,对工作环境要求不高; (2)对衬砌隐蔽工程质量问题性质判断一般精度较高,分辨率可达到2~5cm,检测的深度、结构尺寸以及里程偏差或误差小于10%,缺陷类型识别准确度达95%以上; (3)通过专业的RADAN 6.0分析软件,专业的技术人员可以迅速的完成数据处理等。 3 适用范围 地质雷达有其适用范围和适用条件,目标体与周围介质是否存在足够的电性差异,是探测工作是否有效的前提,这种电性差异就是介电常数;应根据不同的检测对象和检测要求选用不同的天线类型;适用条件,探测的目标体与周围介质有较大的介电常数差异并具有较好的反射条件;上覆层导电性较弱;目标体具有一定的体积,引起的异常有一定的强度;具有一定的探测对比资料。 该技术适用于隧道衬砌质量施工过程控制和竣工验收的无损检测。 4 主要引用标准 《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB 10753-2010) 《铁路隧道工程施工质量验收标准》TBl0417-2003 《铁路隧道衬砌质量无损检测规程施工规范》(TB10223-2004) 《铁路工程物理勘探规程》(TB10013-2004) 《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001) 《云桂铁路石林隧道地质雷达无损检测实施细则》 云桂铁路石林隧道相关设计图纸以及相关施工资料。 5 施工方法 1、检测前的准备工作: 收集隧道工程地质资料、施工图、设计变更资料和施工记录;

地质雷达探测地下管线报告格式

地下管线探测报告 编写: 检测: 审核: 批准: ****有限公司 二〇一九年七月十八日

地下管线探测报告 一、任务概况 1.1作业目的 为满足****工程施工需要,****有限公司于****有限公司年7月07日对该项目地下综合管线进行物探工作。 1.2测区概况 项目位于****市****有限公司区,物探位置参如图1.1所示。 图1.1工程场地地理位置图 二、管线探测 探测范围为以委托方指定的范围为界。 2.1管线的调查 管线的调查主要针对架空管线及明显管线点(包括接线箱、变压箱、变压器、消防栓、人孔井、阀门、窨井、仪表井等附属设施)进行。 ①明显管线点的各种数据均应直接打开井,用检验合格的钢尺量测,精

确到厘米。实际作业时按规程及甲方提供表格所列各类管线调查内容,参考各专业部门提供的资料,到实地调查核实,查清各类被调查管线的类型、管径、材质、埋深、起止、走向以及同类管线的连接关系,以便进行仪器探测。在调查量取时首先认真仔细量读,确保调查成果的准确性。其次,管线调查时应注意量取各类管线的偏距,即管道中心线至井盖中心的水平偏移距。 ②在实地调查中应邀请管线权属单位的管线管理人员、管线的规划、设计、施工人员和当地居民等熟悉管线情况的人员协助。 2.2地下管线探测原理 金属管线探测采用电磁感应原理。地下金属管线在发射机发出的电磁场的激励下产生感应电流,该感应电流又在管线的周围产生二次感应磁场,通过接收机接收该二次磁场来确定地下管线的位置与深度。 发射机现场工作有三种方式:第一种采用偶极电磁感应法,探测时将发射机的发射线圈垂直地放在地表,或水平放置于管线的正上方;第二种是采用直接感应法,探测时用夹钳夹住管线,发射机通过夹钳直接激发管线;第三种是采用充电法,直接将发射机的一极接在管线的一端,另一极接在待测管线的另一端或较远处的大地上,使发射电流直接流过被测管线。直接感应法和充电法应具备管线露头的条件,其中充电法只能用于给水、热力等管线外露且不带电的管线,多用于管线的追踪;偶极电磁感应法适用范围较广,既可应用于已知管线的追踪,也可以进行未知管线的普查。 接收机接收电磁场有两种方式:一种是采用垂直线圈接收,该接收方法在地下管线的正上方信号最大,离开管线信号逐渐减小,极大值点与半极大值点的水平距离x为管线中心线的埋深h,如图3.1所示。另一种是采用水平线圈接收,该接收方法在地下管线的正上方信号最小,在管线两侧各有一个

公路水运继续教育---地质雷达探测技术在路基病害检测中的应用

第1题 由于松散体内部充填不同性状的土体排列无规律,因此松散体内部在雷达图像上表现为杂乱的,随深度的增加,电磁波逐渐 A.强反射波,增大 B.强反射波,衰减 C.弱反射波,增大 D.弱反射波,衰减 答案:B 您的答案:B 题目分数:5 此题得分:5.0 批注: 第2题 空洞内部会形成明显的多次反射波组,形态大致为一倒悬() A.双曲线 B.抛物线 C.折线 D.圆曲线 答案:A 您的答案:A 题目分数:5 此题得分:5.0 批注: 第3题 数据处理的一般流程为: 原始数据的编辑- > 滤波- >设定时间零点- >频谱分析- >()- >属性分析、剖面叠加等- >增益- >速度求取- >高程修正- >剖面输出 A.增益 B.滤波 C.去噪 D.时窗选取 答案:B 您的答案:B 题目分数:5 此题得分:5.0 批注: 第4题 反射系数的大小主要取决于反射界面两侧介质介电常数的差异, 差

异越大反射信号(), 反之反射信号() A.越强,越差 B.越强,越好 C.越弱,越差 D.越弱,越好 答案:A 您的答案:A 题目分数:5 此题得分:5.0 批注: 第5题 地质雷达法是一种采用()电磁波信号检测地下介质分布的方法 A.宽脉冲宽带高频 B.窄脉冲宽带高频 C.宽脉冲宽带低频 D.窄脉冲宽带低频 答案:B 您的答案:B 题目分数:5 此题得分:5.0 批注: 第6题 遇到不同的介质或介质中裂隙或孔隙发育程度不同时, 电磁波的反射系数、衰减系数、以及()是不一样的 A.传播速度 B.旅行时间 C.反射波频率 D.反射波振幅 答案:C 您的答案:C 题目分数:5 此题得分:5.0 批注: 第7题 现阶段,地质雷达探测技术可以检测道路路面以下()米范围内的空洞、疏松等路基缺陷,确定道路缺陷的位置、大小及埋深 A.4 B.5

地质雷达探测技术在路基病害检测中的应用继续教育答案

第1题 由于松散体部充填不同性状的土体排列无规律,因此松散体部在雷达图像上表现为杂乱的,随深度的增加,电磁波逐渐 A.强反射波,增大 B.强反射波,衰减 C.弱反射波,增大 D.弱反射波,衰减 答案:B 您的答案:B 题目分数:5 此题得分:5.0 批注: 第2题 空洞部会形成明显的多次反射波组,形态大致为一倒悬() A.双曲线 B.抛物线 C.折线 D.圆曲线 答案:A 您的答案:D 题目分数:5 此题得分:0.0 批注: 第3题 数据处理的一般流程为: 原始数据的编辑- > 滤波- >设定时间零点- >频谱分析- >()- >属性分析、剖面叠加等- >增益- >速度求取- >高程修正- >剖面输出 A.增益 B.滤波 C.去噪 D.时窗选取 答案:B 您的答案:B 题目分数:5 此题得分:5.0 批注: 第4题 反射系数的大小主要取决于反射界面两侧介质介电常数的差异, 差

异越大反射信号(), 反之反射信号() A.越强,越差 B.越强,越好 C.越弱,越差 D.越弱,越好 答案:A 您的答案:A 题目分数:5 此题得分:5.0 批注: 第5题 地质雷达法是一种采用()电磁波信号检测地下介质分布的方法 A.宽脉冲宽带高频 B.窄脉冲宽带高频 C.宽脉冲宽带低频 D.窄脉冲宽带低频 答案:B 您的答案:B 题目分数:5 此题得分:5.0 批注: 第6题 遇到不同的介质或介质中裂隙或孔隙发育程度不同时, 电磁波的反射系数、衰减系数、以及()是不一样的 A.传播速度 B.旅行时间 C.反射波频率 D.反射波振幅 答案:C 您的答案:D 题目分数:5 此题得分:0.0 批注: 第7题 现阶段,地质雷达探测技术可以检测道路路面以下()米围的空洞、疏松等路基缺陷,确定道路缺陷的位置、大小及埋深 A.4 B.5

地质雷达实验报告封面报告

地质雷达实验报告封面 报告 Document number:PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

地质雷达实验报告 成绩: 系别:资源勘查与土木工程系 专业班级: 姓名: 学号: 指导教师: 年月日

实验项目名称:地质雷达的操作及应用 同组学生姓名: 实验地点:结构检测实验室91110 实验日期:年月日 实验目的 (1)了解地质雷达基本构造、性能和工作原理。 (2)掌握地质雷达的操作步骤和使用方法。 实验原理及方法 通过发射天线向地下发射宽频带高频电磁波。在传播过程中,当遇到存在电性差异的地下介质或目标体时,雷达波会发生反射返回地面,并由接收天线接收,并以波或图像的形式,存储在电脑中。 仪器设备 OKO-2俄罗斯地质雷达。

实验步骤 (1)连好数据线; (2)打开主机和天线上的电源开关; (3)运行采集软件; (4)设置参数; (5)数据采集并保存数据; (6)关机、拆线。 数据处理 主要包括两个方面:即增益和滤波。增益的目的是放大深部信号的增幅,使较弱的信号能被识别,滤波的种类很多,一般包括中值滤波、平均值滤波、带通滤波和巴特沃斯带通滤波等等。 注意事项 在运用雷达过程中,须掌握雷达工作的三个重要参数:环境电导率、介电常数和探测频率。 环境电导率σ是表征介质导电能力的参数,它决定了电磁波在介质中的穿透深度,其穿透深度随电导率的增加而减小,当介质的电导率σ>10-2S/m时,电磁波衰减极大,难于传播,雷达方法不宜使用,如:湿粘土、湿页岩、海水、海水冰、湿沃土、金属物等。

介电常数是影响应用效果的另一个重要因素,它决定了高频电磁波在介质中的传播速度,并且反射信号的强弱也取决于介电常数的差异。电磁波在介质中的传播速度可采用下式近似考虑: r C V ε≈ 式中: C ─ 电磁波在真空中的传播速度,C =ns (光速), r ε─ 介质的相对介电常数。 介质的介电常数主要受介质的含水量以及孔隙率的影响,相对介电常数与水含量的关系曲线,相对介电常数的范围为:1(空气)~81(水),多数干燥的地下介质,其相对介电常数值均小于10。 探测频率不但是制约探测深度的一个关键因素,同时也决定了探测的分辨率;探测频率越高,探测深度越浅,探测的垂直分辨率和水平分辨率越高。高频 电磁波在传播过程中发生衰减,其衰减的程度随电磁波频率的增加而增加,这也是造成探测频率越高,探测深度越浅的原因。因此,在实际工作时,必须根据目标体的探测深度选用合理的探测频率。 附图(不少于6张图片)

地质雷达在混凝土结构中的钢筋定位检测中的应用

地质雷达在混凝土结构中的钢筋定位检测中的应用 引言 在混凝土结构工程中,经常会有混凝土内钢筋配置不符合规定的情况,如主筋与箍筋未绑扎、主筋长度不足、钢筋断开、多层钢筋配置不符合要求、节点部位的钢筋布置不符合要求等,不符合《混凝土结构设计规范》、《混凝土结构工程施工质量验收规范》几原设计要求的钢筋配置及施工质量问题。地质雷达是一种高效高分辨率的无损检测技术,随着地质雷达的技术及应用范围的拓展,已广泛应用于岩土工程勘察,且现已有居多成功案例可证明地质雷达能够解决混凝土结构工程中的钢筋检测。 技术原理 探地雷达是一种对地下或物体内不可见的目标或界面进行定位的电磁技术,是一种浅层高分辨探测技术,最早应用于工程场地勘查、工程质量检测及病害诊断、地下埋设物与考古探察、隧道超前预报。探地雷达具有无损性、操作携带方便、采集效率高、水平和垂直分辨率高等许多优点,目前正逐渐成为地下隐蔽工程检测的一种有力工具。随着地质雷达技术的不断发展和实践经验的积累,其应用范围不断扩大,现以广泛应用于岩土工程勘察、工程结构检测等诸多领域。 地质雷达利用高频电磁波以宽频带脉冲形式在地面通过发射天线送入地下,电磁波在地下传播过程中,当遇到目标体如空洞时,会发生反射并返回地面,被接收天线接收,由于电磁波在地下介质中传播时,其路径波形与能量会随着所通过介质的电性质及几何形态不同而变化,因此,通过对电磁波反射信号的旅行时间即双程走时频率幅度与波形变化等时频特征和振幅特征的分析研究,就可以确切了解地下界面或目标体的空间位置及形态。这是一种非破坏性的探测技术,可以安全地用于建筑工程中的混凝土结构中的检测,并具有较高的探测精度和分辨率。 地质雷达在建筑结构检测中遇到的典型目标体的雷达图像特征为:(1)在钢筋混凝土结构中,视混凝土为均匀介质,钢筋为混凝土中的异常体,电磁波在钢筋与混凝土的接触面产生强反射,波形特征表现为孤立的点状或弧形反射,依此特征来判定钢筋分布情况,确定其位置及可计算保护层厚度;(2)钢板为混凝土内的异常体,电磁波在钢板与混凝土接触面上也会发生强反射,波形特征为水平同相轴,钢板边缘出现绕射现象;(3)当混凝土内有空洞或不同结构物夹层内含有空气是,易形成大的弧形反射同相轴或者杂乱反射,且易产生多次反射波。因此,正确识别目标体的地质雷达图像特征是进行地质雷达解释的核心。 图1 地质雷达的工作原理示意图

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