一、地下空洞、地下管线，路面裂缝探查
方法：利用探地雷达检测
仪器：SIR雷达
检测原理：如图1所示探地雷达由发射电路、发射天线、控制面板、接收天线、接受电路、笔记本电脑及光缆等组成。探地雷达的两块板式天线紧贴目的体表面，发射天线发射的电磁波遇反射层后产生反射回波信号。由接收天线接收并直接将该信号数字化。然后由笔记本电脑收集并记录，每一测点视时窗大小仅需几秒或十几秒即可完成采集任务，可以方便地实现连续采集和连续记录，易于图像解释。探地雷达图像解释的基础是研究电磁波的传播特性，因此主要是通过找寻反射界面来判断得出目的体的几何形状和物理特征介质的电性质差异和物性差异成为衡量探地雷达适用与否的主要标准，介质间的物性差异越大，二者间的界面越易于分辨。
图1
仪器技术参数如下：
检测过程：根据实际情况采用0.5m至1m不等的观测点距，采用不同的天线中心频率探测道路不同深度的空洞情况。
二、已建建筑沉降监测
在本测区内，应设5个以上基准点，相互之间距离不超过60m,以便相互校准，基准点要设置在距建筑物一定距离以外的稳定地方，且有良好的通视条件。沉降采用闭合线路二等水准测量方法进行，工作基点用作直接测定观测点的起始点或终点，利用DS1水准仪进行沉降点的沉降观测。观测点的布设：为了能够反映出建筑物的准确沉降情况，应以建筑物的大小、荷重及基础构造等因素来确定观测点的位置，沉降观测点纵、横向对称，且均匀地分布在建筑物的周围及内部。一般建筑物承重柱、转角处、沉降缝的两侧、纵横墙交接处或每隔 10～20m的承重墙上设置观测点。
三、已建建筑倾斜监测
方法：经纬仪法
仪器：经纬仪
原理：在需观测墙面上设上，下两个测点 A 、B ，其高差为H 。在该墙面垂线方向设立一个稳定的点作为测站。并选择一个稳定的后视点开始量测时测出A 、B 两点对后视点的夹角OB OA αα, (该值为初始值)及测站至A 、B 两点之间的距离B A d d ,。图 2为 A 点计算简图。
变形前建筑物 A 点为实线位置，变形后移至虚线位置，第 i 次量测相对第1次(初始 值)的角度变化值为A ?,，最后倾斜度为：
四、地下水位检测
仪器：LEVEL
检测原理：根据压力与水深成正比关系的静水压力原理，运用压敏元件作传感器的水位汁。当传感器固定在水下某一测点时，该测点以上水柱压力高度加上该点高程，即可间接地测出水位。
仪器参数：
尺寸 直径22毫米，长度154毫米 重量 179克 外壳材
质 氮化镐 压力传感器材
质 陶瓷 采样频
率 0.5秒到99小时
内存 2×40000个数据
电池寿命 8到10年
温度范围－20到80摄氏度精度±0.05摄氏度
分辨率 0.003摄氏度
温度补偿范围－10到40摄氏度
深度范围 5，10，20，30和100米五种可选
精度±0.05%
全量程分辨率0.001%FS(5米，10米) 0.0006%FS(20米,3米,100米)
测点布置原则：
道路沉降检测系统
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）
地下空洞探测解决方案 发 布 于 2 1 5 - 1 - 7 1 3 : 3 4 1.地下空洞的探测目的 通过车载式雷达探测系统或便携式探地雷达，定期对道路重点区域进行地毯式普查探测，提前发现隐伏在地下的危险空洞隐患，提前预警，在灾害发生前及时采取措施处治除险，防患于未然，避免地下空洞事故的发生。
2. 地下空洞探测依据的标准规范 （1）《城市工程地球物理探测规范》(CJJ7-2007)； （2）《公路工程物探规程》（JTG/T C22-2009）； （3）《地质灾害防治工程监理规范》(Dz／10222-2006)； （4）《卫星定位城市测量规范》（CJJT73-2010）； （5）其它现行的相关规程、规范及标准。 3. 地下空洞灾害现状
近年来，随着城市建设的快速发展，各城市城区频繁发生地下空洞灾害事故，造成了重大的生命财产损失和严重的社会影响。灾害事故的调查统计表明，地下空洞主要发生在如下重点区域： （1）管线（特别是带水管线）密集区、暗渠集中区，老化管线、渗漏管线集中区； （2）深基坑施工地区及其周围影响区域。管线（特别是带水管线）密集区、暗渠集中区，老化管线、渗漏管线集中区； （3）地铁轨道交通工程施工沿线及其周围影响地区； （4）地下溶洞发育地区。 由于地下管线大多位于城市道路下方区域，并且道路交通动荷载直接加剧了坍塌灾害的发育发展，因此，绝大多数的地下空洞灾害事故都发生在上述重点区域的道路范围内。 4.地下空洞探测的原理和技术 4.1 探测技术 对于引起坍塌灾害事故的道路下方隐伏的空洞进行探测作业，由于交通繁忙，环境干扰大，常用的工程物探方法，如高密度电法、浅层地震法、瞬变电磁法等难于施展，难以避免城市地上和地下空间的各种干扰因素，应用效果较差，成本高，速度慢，难以大范围应用。 探地雷达具有现场实施方便、抗外部环境干扰、作业快速便捷、探测效率高，分辨率高、实施成本低廉等优势，成为道路塌陷灾害普查探测的首选技术手段和唯一现实可行的方法，同时探地雷达也是唯一在国内外城市地下空洞普查探测的
三维探地雷达技术在道路塌陷空洞探测中的应用 发表时间：2018-12-24T16:51:45.220Z 来源：《基层建设》2018年第32期作者：倪国亮[导读] 摘要：近年来，随着我国城市地下空间开发利用强度不断加大，城市浅层地质稳定性造成一定程度的影响和破坏，导致我国许多城市道路地面塌陷事故不断发生，严重影响了人民群众生命财产安全和城市运行秩序。 朝阳华程公路工程试验检测有限公司辽宁朝阳 122000摘要：近年来，随着我国城市地下空间开发利用强度不断加大，城市浅层地质稳定性造成一定程度的影响和破坏，导致我国许多城市道路地面塌陷事故不断发生，严重影响了人民群众生命财产安全和城市运行秩序。三维探地雷达是近年来国外发展起来的一项新技术，在道路地下空洞检测、地下管线探测、工程质量检测、考古等领域应用，取得了良好的效果。文章对三维探地雷达技术在道路塌陷空洞探测 中的应用进行了研究分析，以供参考。 关键词：三维；探地雷达技术；道路塌陷；空洞探测 1前言 近年来，城市道路塌陷事件频繁发生。北京、大连、哈尔滨、深圳、广州、南京、合肥、长沙、南宁、太原等近年来都出现过城区道路塌陷事件，轻则影响交通，重则造成死伤，造成生命财产的重大损失。 2三维探地雷达探测系统 2.1工作原理 探地雷达是通过发射天线（T）向下发射超高频短脉冲电磁波，由接收天线（R）接收反射波，并根据其回波旅行时间t（又称双程走时）、幅度与波形资料，经过图像处理和解译，以确定地下界面或地下介质的空间分布。 2.2三维探地雷达 三维探地雷达是近年来发展的新技术，它采用三维阵列天线，将发射天线与接收天线分离，交错等距排列，发射和接收天线可任意组合，实现剖面间距接近天线中心频率的1/4波长这一理想状态。采集数据经专门的处理软件处理后可以实现数据的无缝拼接，保证最终成果为一个完整的三维数据体。该成果可以在任意方向上“切片”以反映异常的形态。 2.3三维探地雷达数据采集系统 三维探地雷达数据采集系统包括雷达阵列天线（集成主机）、GPS精确定位系统、控制中心、工程车等，将三维探地雷达图像、图像坐标位置、地表特征物、标记等多种数据信息同步采集，融入到原始数据中。该系统可对城市道路进行地毯式、全覆盖普查探测，得益于这种全新的数据采集模式，技术人员通过一幅幅雷达剖面，和不同方向的“切片”判断分析地下异常的位置、形态以及危害程度，并提出施工建议。 3三维探地雷达异常识别 3.1正常路面基层的标准雷达异常图像 由于路面为层状结构，每一层铺筑的材料具有一定的介电性差异，因此，对于正常路面基层的雷达异常图像的波相同相轴或色谱图将呈现为近水平线型展布，每一层内的信号强度基本一致，反映在图象上无明显变化。 3.2富水体 富水体的相对介电常数大于周边土体，随着含水量的增大，相对介电常数差异越大。雷达图谱通常为顶面反射信号能量较强，下部信号衰减明显，同相轴较连续、频率变化不明显。 3.3道路局部密实不均匀 路面基层内若存在局部密实不均（压实度，离析，湿度）必然会导致介电常数的不同，电磁波在此发生反射，地面可接收到相应的雷达剖面异常图像。这种密实不均体界面处引起的异常幅度一般变大，判断其边界的定性方法为：依据在不均匀体边界处有连续的反射波同相轴中断或弯曲分布，其波长变长，波幅明显变化，波组特征也发生明显变化。 3.4公路局部脱空或空洞 从理论上讲，在面层和基层结合密实区，层间反射弱，波形平缓、规则、无杂乱反射存在。当路面积水未及时排出时可能导致地表水下渗，使面层与基层之间逐渐疏松，局部甚至脱空或空洞。脱空、空洞的相对介电常数为1，与土体的相对介电常数（6～40）差异明显此时，层间介质的介电常数差异较大，依据雷达波反射界面与波的传播特性，反射界面明显、传播速度降低。空洞异常区雷达图谱通常为反射信号能量强，反射信号的频率、振幅、相位变化异常明显，下部多次反射波明显，边界可能伴随绕射现象。 4应用实例分析 4.1探地雷达数据采集 为全面了解上海某道路下方塌陷空洞的三维空间分布，利用三维探地雷达技术对塌陷区进行了三维探测。在道路表面布置了一个1.0m×0.5m的三维测网，平行路面布置了12条间距为0.5m的测线，垂直路面布置了11条间距为1.0m的测线，探测设备采用意大利IDS公司生产的RIS-K2型探地雷达系统；为兼顾探测深度和分辨率，本次探测采用400MHz屏蔽天线，采样点数为512个，时窗长度为100ns。为采集到高精度雷达数据，采用50m皮尺定点并采用自动叠加、连续扫描模式，每隔1m做一个标记，以修正天线移动速度不均匀引起的记录道的位置错位。 4.2数据处理 探地雷达数据处理是利用数学方法压制雷达剖面的噪声，提高电磁波信号的信噪比，获取与地下介质有关的速度、振幅、频率和相位等特征信息，从而为雷达剖面的地质解译提供高质量的雷达剖面。野外采集的原始雷达数据中来自地下塌陷位置的反射波非常微弱，加之采集现场运行的挖掘机、道路旁边的高压线使得采集的GPR数据包含大量噪声，因此需要经过处理才能压制噪声，提高反射波的信噪比，以利于雷达剖面的解释。数据处理主要采用零时校正、直流滤波、带通滤波、自动增益和时深转换。其中，零时校正主要是消除天线离地和天线延时的影响；直流滤波主要是切除电磁波中含有的直流成分；带通滤波的主要目的是消除地表环境如挖掘机、高压线工作产生的噪声影响；增益主要是补偿电磁波在地下介质中传播时衰减的能量；时深转换主要是将时间剖面转换为深度剖面。 4.3三维探测结果与分析
地铁区间隧道地下空洞的探测及处理 【摘要】城市地下由于地质及长期人类活动经常会形成部分地下空洞，地下空洞的存在可能会对地铁施工产生较大的安全隐患。本文主要介绍了采取地质雷达结合地面钻孔及隧道内超前钻孔进行地质预报对地下空洞进行探测的方法。并在探明地下空洞的位置、范围及充填状况后，采取对应的注水泥砂浆或回填混凝土处理的施工方法。有效的解决了地下空洞对工程施工及后期运营的影响。 一、地下空洞的成因及危害 城市地下空洞的形成原因较为复杂，在灰岩地段主要是由于地下水的侵蚀作用形成的岩溶空洞。在其它围岩地段主要是由于地层起伏较大加上后期的人类工程行为的多次改造处理而产生。地下工程施工引起的地层失水，在地面硬壳层与以下地层间也易形成地下空洞。此外，陈旧的地下管井、人防工事等早期废弃构筑物也是形成地下空洞的原因之一。 地铁隧道埋设在地下30m以内的中浅层空间，多属于浅埋，具备浅埋隧道的地质特点。部分空洞位于隧道的高程位置，与隧道的交叉关系分为与隧道断面交叉，在隧道断面以外（隧道底面以下）两种情况，因地质资料只能反应局部的情况，地下空洞的详细空间形状不详，也可能存在地下洞穴延展到隧道以上的情况。空洞多半为半填充、无填充状态，充填物为粉质粘土，洞穴周边裂隙发育，地下水活动频繁，是过水通道。 地下空洞的存在对地铁施工的危害巨大，施工中引起的地层损失极易引起地面下沉或坍塌，并容易发生坍塌冒顶现象，易瞬间发生重大事故，近期出现的地铁坍塌事故都或多或少的与地下空洞有关。现有的地质勘察一般较难发现，只能在工程实施过程中采取补充钻探、超前钻孔及加强工程技术措施，减小其灾害程度。 二、地下空洞的探测 地下空洞根据其充填物的状态分为水囊、气囊、球形风化的削弱带或孤石、杂物等，因其充填状态复杂，其力学性能与土力学的基本原则相去甚远，难以探测。 在部分工程实践中，曾以地质雷达进行探测，但通过钻孔检测与其进行对比，发现地质雷达对5m深度范围内的水囊、气囊可基本探明地下空洞的位置及范围，对5m以下和其它类型的地下空洞基本不具备参考价值。目前主要的技术手段仍主要是通过地质钻孔，根据探测取出的充填物的性状，根据经验来判断。
一、地下空洞、地下管线，路面裂缝探查 方法：利用探地雷达检测 仪器：SIR雷达 检测原理：如图1所示探地雷达由发射电路、发射天线、控制面板、接收天线、接受电路、笔记本电脑及光缆等组成。探地雷达的两块板式天线紧贴目的体表面，发射天线发射的电磁波遇反射层后产生反射回波信号。由接收天线接收并直接将该信号数字化。然后由笔记本电脑收集并记录，每一测点视时窗大小仅需几秒或十几秒即可完成采集任务，可以方便地实现连续采集和连续记录，易于图像解释。探地雷达图像解释的基础是研究电磁波的传播特性，因此主要是通过找寻反射界面来判断得出目的体的几何形状和物理特征介质的电性质差异和物性差异成为衡量探地雷达适用与否的主要标准，介质间的物性差异越大，二者间的界面越易于分辨。 图1 仪器技术参数如下：
检测过程：根据实际情况采用0.5m至1m不等的观测点距，采用不同的天线中心频率探测道路不同深度的空洞情况。 二、已建建筑沉降监测 在本测区内，应设5个以上基准点，相互之间距离不超过60m,以便相互校准，基准点要设置在距建筑物一定距离以外的稳定地方，且有良好的通视条件。沉降采用闭合线路二等水准测量方法进行，工作基点用作直接测定观测点的起始点或终点，利用DS1水准仪进行沉降点的沉降观测。观测点的布设：为了能够反映出建筑物的准确沉降情况，应以建筑物的大小、荷重及基础构造等因素来确定观测点的位置，沉降观测点纵、横向对称，且均匀地分布在建筑物的周围及内部。一般建筑物承重柱、转角处、沉降缝的两侧、纵横墙交接处或每隔 10～20m的承重墙上设置观测点。 三、已建建筑倾斜监测 方法：经纬仪法
仪器：经纬仪 原理：在需观测墙面上设上，下两个测点 A 、B ，其高差为H 。在该墙面垂线方向设立一个稳定的点作为测站。并选择一个稳定的后视点开始量测时测出A 、B 两点对后视点的夹角OB OA αα, (该值为初始值)及测站至A 、B 两点之间的距离B A d d ,。图 2为 A 点计算简图。 变形前建筑物 A 点为实线位置，变形后移至虚线位置，第 i 次量测相对第1次(初始 值)的角度变化值为A ?,，最后倾斜度为： 四、地下水位检测 仪器：LEVEL 检测原理：根据压力与水深成正比关系的静水压力原理，运用压敏元件作传感器的水位汁。当传感器固定在水下某一测点时，该测点以上水柱压力高度加上该点高程，即可间接地测出水位。 仪器参数： 尺寸 直径22毫米，长度154毫米 重量 179克 外壳材 质 氮化镐 压力传感器材 质 陶瓷 采样频 率 0.5秒到99小时 内存 2×40000个数据 电池寿命 8到10年
RDscan道路空洞探测技术简介 一用途与特点 （1）主要用途 RDscan主要用于城市道路、地铁、场地的工程地质勘查、工程病害诊断和工程治理效果评价等领域。用于道路结构、地质结构、道路脱空、路面坍塌、地铁次生病害以及隐避工程等地质与工程对象的精细勘查。 （2）技术背景 随着城市的发展，道路、地铁以及地下结构等工程建设迅猛发展，道路塌陷等次生灾害频繁发生。工程地质勘查、工程灾害诊断等服务需求益日激增，需要探测的深度由3m增加到30m。地震与电法勘探不但分辨率低，而且难以适应城市道路与交通的严酷环境。地质雷达的分辨率虽然很高，但是探测深度太浅，难以解决实际的工程需要。目前，城市内30m深度的探测对工程物探领域还是一个空白。RDscan技术正是为填补这一空白而开发的，它具有如下独到的特点。 （3）RDscan主要技术特点： 1 分辨率高，探测深度大：垂直分辨率达15cm，相当于400M雷达；探测深度30m，相当于雷达探测深度的10倍； 2 抗干扰性强，不需中断交通； 3 拖缆接收，不破损路面，检测速度快； 4 实时成像，现场扫描成像，即时发现地质问题； 二设备组成与技术指标 （1）设备组成 RDscan为软硬一体化智能设备，能够像做雷达扫描一样做地震探测。主要设备包括主机、拖缆、电磁脉冲震源三部分。
图1 RDscan 主机 图2 RDscan 接收拖缆 图3 RDscan 工作方式 （2）主要技术指标 通道：16、32 可选； 采样动态： 24Bit ， 采样频率：156kHz ； 电缆频带：20Hz —20kHz ， 检波器间距：25cm ，50cm ； 内置电池：8小时， 触发方式：有线、无线（可选）； 电磁震源瞬时功率：900kw 激震出力：10 KN （探测深度100m ） 三 技术性能优势
xxx有限公司 地下空洞探测解决方案 文件编号： 受控状态： 分发号： 修订次数：第 1.0 次更改持有者：
地下空洞探测解决方案 发布 于201 5-01-07 13:34 1.地下空洞的探测目的 通过车载式雷达探测系统或便携式探地雷达，定期对道路重点区域进行地毯式普查探测，提前发现隐伏在地下的危险空洞隐患，提前预警，在灾害发生前及时采取措施处治除险，防患于未然，避免地下空洞事故的发生。 2. 地下空洞探测依据的标准规范 （1）《城市工程地球物理探测规范》(CJJ7-2007)； （2）《公路工程物探规程》（JTG/T C22-2009）； （3）《地质灾害防治工程监理规范》(Dz／10222-2006)； （4）《卫星定位城市测量规范》（CJJT73-2010）； （5）其它现行的相关规程、规范及标准。 3. 地下空洞灾害现状 近年来，随着城市建设的快速发展，各城市城区频繁发生地下空洞灾害事故，造成了重大的生命财产损失和严重的社会影响。灾害事故的调查统计表明，地下空洞主要发生在如下重点区域： （1）管线（特别是带水管线）密集区、暗渠集中区，老化管线、渗漏管线集中区；（2）深基坑施工地区及其周围影响区域。管线（特别是带水管线）密集区、暗渠集中区，老化管线、渗漏管线集中区； （3）地铁轨道交通工程施工沿线及其周围影响地区； （4）地下溶洞发育地区。 由于地下管线大多位于城市道路下方区域，并且道路交通动荷载直接加剧了坍塌灾
害的发育发展，因此，绝大多数的地下空洞灾害事故都发生在上述重点区域的道路范围内。 4.地下空洞探测的原理和技术 探测技术 对于引起坍塌灾害事故的道路下方隐伏的空洞进行探测作业，由于交通繁忙，环境干扰大，常用的工程物探方法，如高密度电法、浅层地震法、瞬变电磁法等难于施展，难以避免城市地上和地下空间的各种干扰因素，应用效果较差，成本高，速度慢，难以大范围应用。 探地雷达具有现场实施方便、抗外部环境干扰、作业快速便捷、探测效率高，分辨率高、实施成本低廉等优势，成为道路塌陷灾害普查探测的首选技术手段和唯一现实可行的方法，同时探地雷达也是唯一在国内外城市地下空洞普查探测的工程实践中大量应用并取得成功的工程物探方法。 地下空洞的探测原理 探地雷达（Ground Penetrating Radar，GPR）是中浅层目标体的有效探测设备，采用电磁波方法探测具有电性差异的两种地下介质的分界面。GPR探测利用反射、速度测距、层析成像等三种基本方法：发射天线在地面以宽频带短脉冲的形式向地下发射高频电磁波，入射波在存在介电性差异的两种介质的分界面（地层界面或目的体）产生反射波，接收天线可接收记录反射波的波形、振幅及到达时刻（双程走时），并以雷达图象的方式显示探测结果；根据测量的双程走时和波速计算出目标体深度；连续测量测线各点的反射波，形成雷达图像。 探地雷达以反射波波形的形式来反映地下目标体的特征。目标体与周围土壤介质有足够的电性差异（导电性及介电性），就会产生反射波。不同形状的目标体的反射波形具有不同的特征。由于空气的介电常数为1、周围土壤的介电常数约为9，地下空洞与周围土壤的介电常数差异明显，能够在两者交界面处产生明显的反射波，因此探地雷达能够有效探测出地下空洞。 当电磁波经过正常土层与土体缺陷的交界面时，必然发生较强的反射，从而可以根据反射波图像特征来确定土体缺陷的平面位置、埋深、分布范围等特点。只要地下管线、土体疏松、空洞等地下目标体与周围土层之间存在足够的电性差异就能被探地雷达发
地质雷达在建筑地基的空洞探测中的应用解决方案 引言 在工程地基勘察设计和施工过程中，经常会遇到各种类型的地下空洞，容易诱发地基失稳和地面建筑的破坏。地下空洞具有隐蔽性高、突发性强、危害性大和难以预测的特点。地质雷达探测是一种先进的测试技术,是近十余年发展起来的地球物理高新技术方法 , 以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图像显示等优点,备受广大工程技术人员的青睐。现已被广泛用于各种脱空、空洞、回填不实等工程质量检测。 技术原理 地质雷达( Ground Penetration Radar ，简 称GPR)又称探地雷达，是一种浅层高分辨探 测技术，它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,可以安全地用于城市建设中的工程场地,并具有较高的探测精度和分辨率。 图1 地质雷达的工作原理示意图 图1中T 为发射天线,R 为接收天线,电磁波在地下介质中遇到目标体和基岩时发生反射,信号返回地面由天线R 接收并记录, 通过主机的回放处理,就可以得到雷达记录的回波曲线(如图2所示)。 图2 地质雷达记录的回波曲线 图2中横坐标的单位为m ，横坐标代表地表面的探测距离， 在地表面均匀打点可以
得到相应点位的地下介质分布情况；纵坐标 代表的是电磁波从发射到遇见地下目标体或基岩时反射回地面并被仪器接收所需要的时间。有了雷达记录的双程反射时间即可公式（1）算出该界面的埋藏深度H： （1）其中，t为目标层雷达波的反射时间；c 为雷达波在真空中的传播速度（0.3m/ns );εr为目标层以上介质相对介电常数均值。 布置方案 图3 剖面法测线布置示意图 实际应用中，地质雷达一般采用剖面法采集方式。即将地质雷达的发射天线（T）和接收天线（R）以固定间距沿测线方向同步移动，逐点发射接收。并根据勘查的地质情况，选择最佳的天线中心频率，并合理设置测量参数，包括采样点数、记录长度、扫描速度、介电常数等测量参数。这种采集记录方式能够准确反映测线下方各反射界面的形态。 工程案例 某建筑工程在基坑开挖和CFG桩施工过程中，发现地层中存在空洞。为确保地基的安全和可靠性，因此采用地质雷达在选定的重点区域内寻找异常部位，然后采用钻探开挖手段进行确认验证，最终圈出空洞的分布范围。 根据现场实际情况，分别采用井字形与往返方式布设测线，共布设测线34条，采用100MHz天线进行数据采集，测量参数设置为介电常数6，采样点数512，记录长度250ns，每次扫描数16，发射率50KHz。 由于地下空洞与其周围介质间存在较大的物性差异，空洞界面造成雷达反射波同相轴不连续，使连续记录的波形形成双曲线形态，而穿过空洞的雷达波形显得杂乱，能量甚至损失殆尽，因此可以据此特征可大致判断空洞的存在。图4为47号测线的地质雷达剖面图，从图中可以看出，47号测线长18m，距离起始点16m，深度4m处，同相轴表现为近似双曲线形态，故推断此处存在空洞异常地质体。此处的勘探结果与开挖验证的结果十分吻合。
2012高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题. 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的,如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理. 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）：A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）：延安大学西安创新学院 参赛队员(打印并签名)：1.*** 2.*** 3.*** 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)： 日期：2012年8月25日
空洞探测 摘要 为了解决最优空洞探测计算复杂度较高的问题,利用矩阵算法对空洞探测问题的数据进行分析后设定了合理的误差,以理论时间与实际时间的误差作为矩阵选择标准,最终确定空洞所的区域以及空洞的个数.我们首先将平板分为各自独立的单元，在采用矩阵，计算出每个矩阵，然后与理论时间进行比较，分析是否有空洞存在，同时利用点与点之间连线的方式对不存在空洞的单元进行删除，剩下存在空洞单元计算空洞的大小，从而解决空洞问题. 关键词：矩阵法弹性波图解排除法1.问题重述： 山体，隧道，坝体等的某些内部结构可用弹性波测量来确定，现考察有一具体问题：240（米）×240（米）的平板（ABCD），（如图）在AB 边等距地设置7个波源P i (ī=1，…,7),CD 边对等地安放7个接收器Q J （J=1，…，7），记录有P i 发出的弹性波到达Q J 的时间T （秒）；在AD 边等距地设置7个波源R，BC 边对等地安放7个接收器S，记录由R 发出的弹性波到达S 的时间T（秒），已知弹性波在介质和空气中的传播速度分别为2880（米∕秒）和320（米∕秒）,且弹性波沿板边缘的传播速度与在介质中的速度相同.
一个常规物探方法寻找地下空洞的实例 内容提要：通过作者参与的一例利用常规物探方法勘查地下空洞的实例，说明了常物探方法是可以用于地下空洞勘查的。同时也简明介绍了地下空洞的异常特征。指出了在勘查地下空洞时应注意的几个问题。 关键词：常规物探方法地下空洞勘查地面高磁VLF 直流电法 在地勘工作从过去单纯的找矿而转向研究包括环保、灾害、工程、考古等学科的今天。物探工作因为它的多参量性，以及不苛求接触目标的远距离空间感应性而受到人们愈来愈强的关注。 利用物探方法寻找地下空洞就是在诸多应用领域中的一方面。本文就一则实例浅谈利用物探方法寻找地下空洞的效果。 1．任务来源及工区基本情况 解放前，日本曾占据我国东北多年，他们在广袤的东北大地上烧杀抢、修筑战争工事、搞活人试验。黑龙江省虎林县虎头镇、东宁县三岔口镇、内蒙古海拉尔等地都曾发现了二战时期日本关东军逼迫中国劳工修筑的地下作战工事。这些工事工程巨大、结构复杂、机关繁密。黑龙江省绥芬河市解放以后也在民间盛传绥芬河市天长山存在像虎头、东宁一样的二战时期日本地下通道的传闻。绥芬河市人民政府本着为人民负责、为后代负责的宗旨，决定利用现代科技手段查明天长山地下通道分布情况。 地质上工区内除沟谷见第四系外，主要出露侏罗系中－上统屯田营组上段地层。这是一套中基性火山－火山碎屑－正常沉积岩。碎屑岩中，碎屑主要为安山玢岩和流纹斑岩的碎屑，并有一定的磨圆，表明它们是经过一定距离的水流搬运，但搬运距离较近，是一种快速沉积的产物。 2．工作布置 勘查面积为3km2。东西跨2km。南北1.5km。见图一。 结合其它已发现的日军地下工事，我们认为日军在东北修筑的地下工事有如下几个特点： ⑴．一般工事长几百米到十几公里不等； ⑵．工事走向多沿地势走向。一方面保持相对的埋深，另一方面也与对面防御地带形成平行走势； ⑶．一般在地下10—50m，可分上下多层，层与层之间有通道相通； ⑷．生活区、军事区、指挥区等分区有序。横向主通道宽1—2m，考虑到通道两侧各种设施，宽度可达5m。如通道两侧均有设施，其宽度甚至达到十几米，或更宽。 综上，并考虑设施内可能存有战争物资，我们本次勘探工作投入方法有地面高精度磁测、甚低频电磁法（VLF）、直流电法。工作参数为：高精度磁力仪探头高度选为1m；VLF使用澳大利亚的NWC台（22.3KHZ），极距为10m，记录点为MN中点，测量参数为电场水平分量Ex。直流电法只用于高磁和VLF异常检查和异常区详查，采集的参数为一次电位（V1）、自然电位（Vs）、供电电流（I）、电阻率（ρs）。直流电法在检查高磁和VLF异常时采用对称四极装置（AMNB）,极距设置为AB＝50m，MN＝10m。 3．工作成果 本着慎重态度，我们对不明原因的地面高精度磁测和VLF异常安排了直流电阻率法和部份人工工程验证工作。下表为异常的检查结果（只罗列其中有代表性的几个）： 普查结束后，我们对天长山日军工事已经有了初步的了解： ⑴．地面高精度磁测和VLF在工事上方均有较强的异常，综合解译效果较好； ⑵．地面高精度磁测和VLF除已知工事外，均未见其它明显富有规律及规模的异常；
2. 地下空洞探测依据的标准规范 （1）《城市工程地球物理探测规范》(CJJ7-2007)； （2）《公路工程物探规程》（JTG/T C22-2009）； （3）《地质灾害防治工程监理规范》(Dz／10222-2006)； （4）《卫星定位城市测量规范》（CJJT73-2010）； （5）其它现行的相关规程、规范及标准。 3. 地下空洞灾害现状
近年来，随着城市建设的快速发展，各城市城区频繁发生地下空洞灾害事故，造成了重大的生命财产损失和严重的社会影响。灾害事故的调查统计表明，地下空洞主要发生在如下重点区域： （1）管线（特别是带水管线）密集区、暗渠集中区，老化管线、渗漏管线集中区； （2）深基坑施工地区及其周围影响区域。管线（特别是带水管线）密集区、暗渠集中区，老化管线、渗漏管线集中区； （3）地铁轨道交通工程施工沿线及其周围影响地区； （4）地下溶洞发育地区。 由于地下管线大多位于城市道路下方区域，并且道路交通动荷载直接加剧了坍塌灾害的发育发展，因此，绝大多数的地下空洞灾害事故都发生在上述重点区域的道路范围内。 4.地下空洞探测的原理和技术 4.1 探测技术 对于引起坍塌灾害事故的道路下方隐伏的空洞进行探测作业，由于交通繁忙，环境干扰大，常用的工程物探方法，如高密度电法、浅层地震法、瞬变电磁法等难于施展，难以避免城市地上和地下空间的各种干扰因素，应用效果较差，成本高，速度慢，难以大范围应用。 探地雷达具有现场实施方便、抗外部环境干扰、作业快速便捷、探测效率高，分辨率高、实施成本低廉等优势，成为道路塌陷灾害普查探测的首选技术手段和唯一现实可行的方法，同时探地雷达也是唯一在国内外城市地下空洞普查探测的