国内外路用探地雷达性能概述
- 格式:doc
- 大小:26.50 KB
- 文档页数:3
探地雷达道路检测方案一、为啥要用探地雷达检测道路。
咱先唠唠为啥要搞这个探地雷达来检测道路呢?你想啊,道路就像人的血管一样,每天都有好多车在上面跑,时间一长,道路里面可能就会出现各种毛病,比如地基下沉啊,有个空洞啥的。
要是不及时发现,说不定哪一天就会突然出个大坑,那车开着开着“哐当”一下,多危险啊。
所以呢,咱们就得用探地雷达这个厉害的家伙,就像给道路做个全身CT一样,把它内部的情况看得明明白白的。
二、探地雷达是啥玩意儿。
探地雷达就像一个超级透视眼。
它会发出一种电磁波,这个波就像小探子一样,能钻进道路里面。
遇到不同的东西,比如说遇到坚实的地基、松软的空洞或者是埋在地下的管线啥的,波就会有不同的反应,然后再反射回来。
探地雷达就把这些反射回来的信号收集起来,然后分析出道路里面到底是个啥情况。
三、检测前的准备工作。
1. 装备大集合。
2. 了解道路情况。
在检测之前,咱得对要检测的道路有个大概的了解。
比如这条路是啥时候修的,以前有没有出现过啥问题,周围有没有啥特殊的建筑或者设施。
这就好比医生看病之前要先问病人的病史一样。
这样我们在检测的时候就能更有针对性,知道哪些地方可能更容易出问题。
3. 标记检测区域。
到了现场之后,得用一些明显的标记把要检测的区域标记出来。
就像给道路划个框一样,告诉探地雷达:“你就检测这个框里面的地方就行啦。
”这样可以避免遗漏或者重复检测。
四、检测过程。
1. 设备安装与调试。
把探地雷达的设备安装好,天线要稳稳地放在地上,然后连接好各种线,打开主机。
就像给机器开机预热一样,要对设备进行调试,确保它能正常工作。
比如说调整一下发射功率、接收灵敏度啥的,让它处于最佳状态,就像给运动员做热身运动,准备好迎接“比赛”。
2. 开始检测。
然后就可以开始沿着标记好的区域慢慢地移动探地雷达了。
这个移动速度可不能太快,就像散步一样,慢慢地走,这样才能保证雷达能把下面的情况探测清楚。
在移动的过程中,操作人员要时刻盯着设备的屏幕,看看有没有什么异常的信号。
探地雷达在水泥混凝土路面改造中的应用1. 引言1.1 探地雷达技术概述探地雷达技术是一种利用电磁波穿透地质介质探查地下结构和地质特征的技术。
它通过发射电磁波并接收反射回来的信号来获取地下物体的位置、形态和性质信息。
探地雷达技术具有高分辨率、非破坏性和实时性等优点,被广泛应用于土壤勘探、地下管线检测、建筑结构监测等领域。
探地雷达技术的原理是利用电磁波在不同介质中传播时会产生不同的反射或折射现象来探测地下结构。
当电磁波遇到介质边界或地下物体时会发生反射和透射,通过接收这些反射信号可以得到地下结构的信息。
根据反射信号的强度和时间延迟可以判断地下物体的深度、形状和性质,实现对地下结构的非破坏性探测。
探地雷达技术在水泥混凝土路面改造中具有重要的应用价值,可以帮助工程师快速准确地获得路面下的结构信息,指导施工过程,提高工程质量和效率。
通过探地雷达技术,可以实现对水泥混凝土路面下隐患和瑕疵的检测和分析,为改造工作提供科学依据和技术支持。
探地雷达技术的应用将为水泥混凝土路面改造工程带来新的突破和创新,推动行业的发展和进步。
1.2 水泥混凝土路面改造的背景水泥混凝土路面作为城市道路的主要材料之一,具有承载能力强、耐久性高的特点,广泛应用于城市道路建设和维护中。
随着城市交通的快速发展和车辆通行量的不断增加,现有水泥混凝土路面出现了裂缝、变形等问题,需要进行及时的改造和维护。
水泥混凝土路面改造是指对现有路面进行修复、翻新或加固,以提高其承载能力和耐久性,延长路面使用寿命。
传统的水泥混凝土路面改造工艺复杂,需要停车限行,施工周期长,影响交通通行。
寻求一种快速、准确、非破坏性的改造方法变得尤为重要。
2. 正文2.1 探地雷达在水泥混凝土路面改造中的原理探地雷达是一种通过电磁波来探测地下物体的无损检测技术。
在水泥混凝土路面改造中,探地雷达可以通过发送高频电磁波并接收反射信号来获取地下物体的位置、形状和尺寸等信息。
其原理主要包括电磁波的发射、地下物体的反射和信号的接收处理。
地质雷达简介学校:大连大学院系:建筑工程学院学号:11344004姓名:赵阳豪日期:2013年9月17日地质雷达简介地质雷达是目前分辨率最高的工程地球物理方法,在工程质量检测、场地勘察中被广泛采用,近年来也被用于隧道超前地质预报工作。
地质雷达能发现掌子面前方地层的变化,对于断裂带特别是含水带、破碎带有较高的识别能力。
在深埋隧道和富水地层以及溶洞发育地区,地质雷达是一个很好的预报手段。
1发展及现状基于电磁反射原理解决各种地下目标的探测问题, 这种设想最初可追溯到1937 年4 月29 日公布的一个美国专“Electromagnetic prospecting method (电磁探测法) ”。
该专利描述了一种地震探测法的电磁模拟系统。
尽管这一专利当时并未付诸实用,但从发明的角度说, 它却开了地质雷达探测技术的先河。
因此可以讲, 利用电磁反射原理探测地下目标的设想几乎是和地对空雷达的发明同时出现的。
只不过由于受社会、经济、技术等诸因素的制约, 二者在实用化进程方面存在显著差距。
直到本世纪50 年代, 美国才率先开始地质雷达的可行性方案研究; 60年代进入实用性试验研究; 到70 年代, 地质雷达正式进入实用化阶段, 主要是用于地面解决各种工程地质问题, 如探测各种管线、混凝土钢筋等地下掩埋体, 以及地基浅部地质情况等。
70 年代美国地球物理勘探公司(GSSI)开发出了第一个真正投入市场的地质雷达系列Subsurface Interface Radar system (地下界面雷达系统) , 简称SIR系列。
这是地质雷达正式进入实用化阶段的主要标志。
SIR系统曾获美国专利, 同时还在别的几个国家申请了专利, 一度成为地质雷达的主导产品。
随后, 日本、加拿大等国纷纷在SIR技术的基础上, 开展对地质雷达探测技术的研究。
1983 年, 日本的原·坂山等人探讨了地质雷达在地基探测中的实用性, 继而将SIR产品改型为OAO系列产品。
探地雷达应用概述
地雷探查雷达是一种防止地雷伤害的工具,它可以根据地形、地质、地下管线、地表植被等的变化来定位地雷的位置。
雷达通过探测声发射和接收信号,当地雷同步时会反射到声波上。
根据接收到的声波反射信号,操作者可以判断地雷类型及其位置,从而可以准确的清除地雷的威胁。
地雷探查雷达的主要优点是可以获取高效、快速、准确的数据,根据地雷探测雷达的反射信号精确定位地雷的位置。
另外,这种雷达仅可在短距离内检测到,操作人员可以提供远程监督,以确保安全作业。
探地雷达最新发展状况概述随着探地雷达应用范围的不断扩大,对探地雷达技术也提出了新的挑战。
它要求探地雷达具有更高的分辨率、更大的穿透深度,提供更丰富的地下信息。
关于天线方面,研制一种高方向性、宽频带、高发射率、体积轻便的天线成为一个重要的课题。
另一方面,如何改进电磁波发射机的技术指标,达到加大辐射能量,增加探测深度的目的也是探地雷达技术面临的一项重要研究内容。
变频天线的出现使雷达系统变得更加轻巧和方便。
它不但具有改变中心频率的能力,而且可发射较低频率的信号。
它可以利用各种频率扫描并进行综合分析,不但可以获得更丰富的地下信息,而且还使薄层的识别成为可能。
它避免了传统雷达系统常需配置多种工作频率的天线从而导致系统重量增加、操作复杂的弊端。
多道雷达系统可以同时对多个天线或天线对进行操作。
每道既可接受相同频率的天线,也可接收不同频率的天线。
而其参数既可单独设置,也可以统一设置。
多道雷达系统克服了单道雷达系统在面积性扫描中的缺陷,并可实现时间倾角扫描叠加技术,使地下目的体高质量三维成像的实现成为可能。
此外,按特定的几何形态排列天线,有可能形成可控制或聚焦的复杂雷达信号,文17给出了线性阵列两种天线间隔对应的辐射极性图的比较,说明天线距越宽,聚焦作用越强。
文20提出了一套新的探地雷达思想,即三维探地雷达系统。
它以多道雷达系统为基础,以大量模型为核心,综合二维横断面信息,最后形成地层三维图像。
这是探地雷达发展的新方向。
就探地雷达数据处理方面而言,除已有的带通滤波、频率波数滤波外,反褶积和偏移技术是当前的两大热门课题。
反褶积是把雷达记录变成反射系数来消除大地干扰和天线瞬变及多次反射,达到提高数据垂直分辨能力的目的。
但是,已有学者指出,由于地下介质的复杂性和噪声影响,反褶积处理的效果较之原始数据并没有多大的提高。
这是因为,对褶积来讲,雷达电磁波的高衰减性和地下介质的频散现象,使得电磁脉冲子波在地下传播时要发生很大的变化,导致子波估计常出现很大的偏差。
科技成果——探地雷达技术开发单位IDS(意大利)主要应用领域广泛适用于水利工程质量检测、地质勘探和隧道检测、考古研究、铁路、公路的路基检测、沥青铺设质量评估等方面。
成果简介RIS高精度探地雷达是意大利IDS多年潜心研究和试验的成果,具有传统探地雷达各项优点,增添了高灵敏度、高分辨率的天线阵,可大大提高探测精度,并成倍地节约探测时间。
RIS雷达的天线种类非常齐全,拥有频率从25MHz-2500MHz的各种屏蔽和非屏蔽天线,可满足更广泛的探测需求。
主机最多可升级至八通道,并且主机与所有RIS天线及天线阵兼容,可最大程度地节约成本。
配合专用的软件系统,可同时查看雷达剖面图、水平切片图、分层图、土壤识别彩色图等,可实现三维立体探测,能够快速提供更准确、更全面、更可靠的信息。
解决主要关键问题:水利隧洞混凝土的衬砌质量检测、衬砌背后脱空检测和内部结构检测,堤坝隐患探测,老水坝蚁穴、管涌、高含水区等病害探查,混凝土坝的质量和缺陷评估、密实度检测,水库库底的渗漏检测,河床及湖底调查,地下河及地下溶洞的调查,浆砌石的厚度及密实度检测,超前地质预报等。
通过雷达探测,能早发现水利工程等的质量问题,做出科学、合理的检测报告,避免和减少各种灾害的发生。
Detector和Detector Duo数字化管线雷达在管线探测方面有着更好的作用。
Detector Duo采用新型的双频天线,在一张雷达图上可以同时显示深部和浅部地下管线的探测数据,这大大提高了探测结果的准确率。
主要性能指标扫描速率:850扫/秒;脉冲重复频率:400kHz;时窗:9999nsec;采样点数:128-8192;叠加数:1-32768;分辨率:5psec;工作温度:-10到50℃;A/D转换:16bit;环境标准:IP65;动态范围:>160dB;信噪比:>160dB;最多至8个通道,可连接8对单天线同时测量;天线齐全:25MHz-2500MHz天线、井中天线,各种天线阵可满足广泛的探测要求。
探地雷达在道路工程检测的应用道路作为交通运输的重要基础设施,其质量和安全性直接关系到人们的出行和经济的发展。
为了确保道路的良好性能和可靠性,需要采用有效的检测技术对其进行评估和监测。
探地雷达作为一种先进的无损检测技术,在道路工程检测中发挥着越来越重要的作用。
一、探地雷达的工作原理探地雷达是一种利用高频电磁波来探测地下介质分布的设备。
它通过向地下发射高频电磁波脉冲,这些电磁波在地下传播过程中遇到不同电性介质的界面时会发生反射和折射。
探地雷达接收并记录这些反射波的时间、振幅和相位等信息,通过对这些数据的处理和分析,可以推断地下介质的结构、性质和分布情况。
在道路工程检测中,探地雷达通常使用的电磁波频率在几百兆赫兹到数吉赫兹之间。
电磁波在道路结构层中的传播速度取决于介质的电性参数,如介电常数等。
通过测量电磁波在不同层位的传播时间,可以计算出各层的厚度;而反射波的振幅和相位变化则可以反映介质的电性差异,从而判断道路结构层中是否存在缺陷、空洞、含水区域等异常情况。
二、探地雷达在道路工程检测中的应用领域1、道路结构层厚度检测准确测量道路结构层的厚度对于评估道路的承载能力和使用寿命至关重要。
探地雷达可以快速、无损地检测出沥青面层、水泥稳定基层、底基层等各层的厚度,与传统的钻孔取芯检测方法相比,具有效率高、代表性强、不破坏路面等优点。
2、道路病害检测道路在使用过程中可能会出现各种病害,如裂缝、松散、脱空、沉陷等。
探地雷达能够探测到这些病害的位置、形态和大小,为道路的养护和维修提供准确的依据。
例如,对于裂缝病害,探地雷达可以检测出裂缝的深度和走向;对于脱空病害,能够确定脱空区域的范围和程度。
3、道路基层和路基含水量检测含水量是影响道路基层和路基稳定性的重要因素。
探地雷达可以通过测量电磁波在介质中的传播特性来间接推算出含水量的分布情况,帮助工程人员及时发现潜在的水损害问题,并采取相应的措施进行处理。
4、地下管线探测在道路改扩建或维护工程中,需要了解地下管线的分布情况,以避免施工对管线造成破坏。
探地雷达参数
探地雷达参数是用于描述和衡量探地雷达性能的各种指标和参数。
以下是几个常见的探地雷达参数:
1. 地下探测深度:用于衡量探地雷达可以探测到地下的最大深度。
通常以米为单位进行表示。
2. 探测分辨率:表示探地雷达能够区分地下目标的最小尺寸。
通常以米为单位进行表示。
3. 工作频率:表示探地雷达发射和接收信号的频率。
通常以赫兹(Hz)为单位进行表示。
4. 脉冲宽度:表示探地雷达发射脉冲的持续时间。
通常以纳秒(ns)为单位进行表示。
5. 扫描模式:表示探地雷达发射和接收信号的方式,常见的扫描模式包括单次扫描、双向扫描、圆周扫描等。
6. 数据解析:表示对探地雷达获取的原始数据进行处理和解析的方法和算法。
7. 电源需求:表示探地雷达工作所需的电源供应情况,包括电压、电流和功耗等信息。
这些参数会根据不同的探地雷达型号和应用场景而有所不同,使用者可根据具体需求选择适合的探地雷达参数。
仪器性能1.博泰克RIS 雷达的优势:1. 航天技术,品质极高:制造商意大利IDS 公司是一家包括导航雷达部,探地雷达部等相关产品的著名厂家,其设计宗旨就是潜心研究出优于普通雷达设备的实用型探测系统,产品技术更新快;2. 模块式设计配置灵活,硬件升级自如;•博泰克RIS主机可与本公司所有天线兼容,用户可按需选配,极大地节约了成本•已购买单通道主机用户,如需使用多通道主机,可由单通道升级为四通道,避免了重复投资•天线可根据需要由单天线升级为精度更高和速度更快的天线阵3. 雷达天线屏蔽效果好(军工级屏蔽),精度和分辨率很高,带绘图系统的测量轮可精确定位目标,多极数据使得目标形状识别及环境识别更加精确;4. 雷达主机、天线和电池的体积小、重量轻、稳定性高,单人操作,遥控操作,自动设置;防水、防尘和抗震性能好,能适应各种恶劣的工作环境(隧道、井下等);具有极高的发射速率和扫描速度,完全满足公路快速检测的要求;5. 独有的天线阵设计使雷达探测技术登上了一个新台阶:有专门的公路及隧道检测天线阵(600+1600MHZ),最大探测速度可达80Km/h,探测深度为1.5-2米,一次就可以完成面层、基层等的精确分层检测和空洞、裂隙、软弱带等路基检测的要求;根据需要,还可以在该天线阵的基础上增加100MHZ 等更低频率的天线,以满足更深的探测要求;6. 雷达主机独有的远程调控功能,通过此功能,国外雷达专家可以随时对雷达系统进行调试和维护;7. 后期处理软件实用方便,功能强大:其公路与隧道分析软件LAYERING 可以自动处理雷达数据、自动(手动)追踪层面、自动绘制厚度图、自动在雷达图上标明取芯结果、自动生成厚度报表、直接在雷达图上标注缺陷并打印等;自动物性分类软件SUBREM 可以由检测雷达的雷达图,自动对路基、隧道等做分类分析,指出路基的软弱带、高含水区、衬砌后的围岩情况等等,是目前世界上唯一有此功能的雷达处理软件;8. RIS雷达系统采集到的数据可以直接和地理信息系统相连接,实现信息化管理,方便的实现查询、修改、输入、输出等功能,是目前唯一具有此功能的雷达系统;9. 在世界雷达比武上,博泰克RIS雷达以探测速度最快(唯一在规定时间内完成全部探测任务),分辨率和精度最高(探测目标数量多),唯一现场绘制出被探测物的三维立体结构图而荣获第一;10. 博泰克公司技术力量雄厚,对产品进行全方位跟踪服务,除正常的售后培训之外,我们还对需要我方工程师支持的用户,我们都在第一时间到达用户现场,我们已完成的部分协助检测工作:①协助中铁十二局完成了为期两天的秦岭隧道检测;②中铁十四局完成了为期三天的烟黄高速公路的检测;③中铁十八局完成了为期四天的宝天线隧道探测;④中国建筑科学研究院完成了为期四天的空心砖结构建筑工程的检测⑤国家测绘局武汉管网普查复检项目。
《基于三维探地雷达的沥青路面结构性能检测研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速,道路交通的日益繁忙,沥青路面的质量与性能成为了道路工程领域的重要研究课题。
准确、高效地检测沥青路面的结构性能,对于保障道路安全、延长使用寿命具有重要意义。
传统的检测方法往往依赖于破坏性取样或表面观察,这些方法不仅效率低下,而且难以全面反映沥青路面的真实状况。
近年来,三维探地雷达技术的出现为沥青路面结构性能的检测提供了新的解决方案。
本文旨在探讨基于三维探地雷达的沥青路面结构性能检测方法,以期为相关领域的研究与实践提供参考。
二、三维探地雷达技术概述三维探地雷达(3D Ground Penetrating Radar,3D-GPR)是一种基于电磁波原理的地球物理探测技术。
它通过发射高频电磁波并接收其反射信号,可以非接触、无损地探测地下介质的结构和性质。
与传统的探测方法相比,三维探地雷达具有高分辨率、高效率、无损检测等优点,能够为沥青路面的结构性能检测提供有力支持。
三、基于三维探地雷达的沥青路面结构性能检测方法(一)检测原理基于三维探地雷达的沥青路面结构性能检测原理主要依赖于电磁波的反射和传播特性。
通过向地下发射高频电磁波并接收其反射信号,可以获取地下介质的结构信息。
根据反射信号的强度、时间及空间分布,可以推断出沥青路面的结构性能状况。
(二)检测步骤1. 现场布设:根据实际情况,在沥青路面上合理布设探地雷达的接收和发射装置。
2. 数据采集:启动探地雷达设备,进行数据采集。
在采集过程中,应保证设备与路面表面的良好接触,以确保数据的准确性。
3. 数据处理:将采集到的原始数据进行处理,包括滤波、去噪、图像重构等,以获得清晰、准确的地下介质结构图像。
4. 结果分析:根据处理后的图像信息,分析沥青路面的结构性能状况,包括层厚、材料性质、破损情况等。
四、实验与分析为了验证基于三维探地雷达的沥青路面结构性能检测方法的可行性和有效性,我们进行了实际实验。
《基于三维探地雷达的沥青路面结构性能检测研究》篇一一、引言随着道路交通的快速发展,沥青路面的质量与性能越来越受到人们的关注。
传统的路面检测方法虽然具有一定的有效性,但往往存在检测效率低、结果精度不高的问题。
因此,发展高效、精确的路面检测技术成为当前研究的热点。
三维探地雷达作为一种新型的无损检测技术,具有高分辨率、非接触式测量等优点,被广泛应用于沥青路面结构性能的检测中。
本文旨在研究基于三维探地雷达的沥青路面结构性能检测方法,以提高路面检测的效率和精度。
二、三维探地雷达技术概述三维探地雷达是一种利用高频电磁波探测地下介质分布的地球物理探测技术。
其工作原理是通过发射高频电磁波,接收来自地下介质的反射波,从而推断出地下介质的结构和性质。
在沥青路面检测中,三维探地雷达能够有效地探测出路面的结构层、裂缝、坑槽等缺陷,为路面的维护和修复提供重要的依据。
三、基于三维探地雷达的沥青路面结构性能检测方法1. 数据采集:利用三维探地雷达设备,对沥青路面进行扫描,获取路面的雷达图像数据。
2. 数据处理:对采集的雷达图像数据进行预处理,包括滤波、增强、二值化等操作,以提高图像的信噪比和分辨率。
3. 图像解析:通过图像解析技术,对处理后的雷达图像进行解析,提取出路面的结构层、裂缝、坑槽等缺陷信息。
4. 性能评价:根据提取的缺陷信息,对沥青路面的结构性能进行评价,包括结构层的厚度、平整度、裂缝率等指标。
四、实验与分析为了验证基于三维探地雷达的沥青路面结构性能检测方法的可行性和有效性,我们进行了实验分析。
实验选取了不同年龄、不同使用状况的沥青路面,利用三维探地雷达设备进行数据采集和处理。
通过对比实验结果和实际路面情况,我们发现该方法能够有效地检测出路面的结构层、裂缝、坑槽等缺陷,且检测结果精度高、效率快。
五、结论与展望本文研究了基于三维探地雷达的沥青路面结构性能检测方法,通过实验分析验证了该方法的可行性和有效性。
基于三维探地雷达的沥青路面检测技术具有高分辨率、非接触式测量等优点,能够有效地提高路面检测的效率和精度。
论探地雷达现状与发展探地雷达现状与发展:从技术到应用的探索探地雷达(GPR)是一种利用高频电磁波探测地表以下物体特性的技术。
由于其具有无损、高效、准确等优点,GPR技术在考古、环境保护、地质调查、建筑工程等领域得到了广泛应用。
本文将介绍探地雷达的现状、优缺点以及未来的发展方向。
一、探地雷达的现状1、技术特点探地雷达作为一种非侵入性探测方法,具有以下技术特点:(1)高分辨率:GPR可以获得高分辨率的图像,能够准确区分不同性质的目标体。
(2)无损性:GPR不会对探测对象造成损伤,适用于各种材质的探测。
(3)快速性:GPR数据采集速度快,可以实现大面积扫描。
(4)抗干扰能力强:GPR对于环境噪声和其他电磁波干扰具有较强的抗性。
2、应用领域探地雷达在以下领域有广泛应用:(1)考古学:GPR可以用于确定遗址的分布、结构和年代等。
(2)环境保护:GPR可用于探测地下管线、污染源等,为环境治理提供依据。
(3)地质调查:GPR可用于研究地质构造、矿产资源分布等。
(4)建筑工程:GPR可以检测建筑物的地下基础、地下管线等,确保施工安全。
二、探地雷达的优缺点1、优点(1)高分辨率:GPR可以获得高分辨率的图像,能够准确区分不同性质的目标体。
探地雷达是一种利用高频电磁波探测地表以下物体特性的技术,具有无损、高效、准确等优点,在考古、环境保护、地质调查、建筑工程等领域得到了广泛应用(2)无损性:GPR不会对探测对象造成损伤,适用于各种材质的探测。
(3)快速性:GPR数据采集速度快,可以实现大面积扫描。
(4)抗干扰能力强:GPR对于环境噪声和其他电磁波干扰具有较强的抗性。
2、缺点然而,探地雷达也存在一些缺点:(1)对环境和地形要求较高。
由于电磁波的传播特性,GPR在复杂地形和恶劣环境下的探测效果会受到一定影响。
(2)成本相对较高。
探地雷达设备及数据解析成本较高,对于一些需要大面积探测的项目来说,可能会增加额外的成本。
(3)技术门槛较高。
探地雷达技术在道路检测中的应用道路作为交通运输的重要基础设施,其质量和安全性直接关系到人们的出行和经济的发展。
为了确保道路的良好状况,及时发现潜在的问题和缺陷,各种检测技术应运而生。
其中,探地雷达技术以其高效、准确、无损等优点,在道路检测领域发挥着越来越重要的作用。
一、探地雷达技术的基本原理探地雷达技术是一种利用高频电磁波来探测地下介质分布的无损检测方法。
它通过向地下发射高频电磁波脉冲,当这些电磁波遇到不同介质的分界面时,会产生反射和散射。
接收天线接收反射回来的电磁波,并将其转换成电信号进行处理和分析,从而获取地下介质的结构、厚度、含水量等信息。
在道路检测中,探地雷达的电磁波能够穿透道路表面的沥青或混凝土层,探测到基层、底基层甚至路基的状况。
例如,可以检测出基层的裂缝、松散、空洞等缺陷,以及路基的不均匀沉降等问题。
二、探地雷达技术在道路检测中的优势1、高效性探地雷达技术能够快速地对道路进行大面积检测,大大提高了检测效率。
相比传统的检测方法,如钻孔取样,它不需要破坏道路结构,节省了时间和人力成本。
2、准确性通过对反射电磁波的精确分析,可以准确地确定道路内部缺陷的位置、大小和形状,为后续的修复和维护提供可靠的依据。
3、无损性探地雷达检测不会对道路造成任何损伤,不影响道路的正常使用,这对于交通繁忙的道路来说尤为重要。
4、多参数检测除了检测道路结构的缺陷,探地雷达还可以同时获取道路材料的含水量、介电常数等参数,为全面评估道路状况提供更多信息。
三、探地雷达技术在道路检测中的应用场景1、道路结构层厚度检测准确测量道路各结构层的厚度是评估道路质量的重要指标之一。
探地雷达可以清晰地分辨出不同结构层之间的界面,从而精确测量各层的厚度,判断其是否符合设计要求。
2、道路病害检测(1)裂缝检测能够发现道路表面和内部的裂缝,包括横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝。
对于细小的裂缝,也能有较好的检测效果。
(2)空洞和脱空检测道路基层或路基中的空洞和脱空会严重影响道路的稳定性和承载能力。
探地雷达法特点-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以介绍探地雷达的基本概念和其在地下勘探和探测领域中的重要性。
概述部分内容:探地雷达是一种利用电磁波穿透地下物质进行探测和勘测的仪器。
它通过发射电磁波到地下,并接收反射回来的信号来得到地下结构的信息。
探地雷达的原理是利用电磁波在不同介质中的传播速度差异和反射特性来确定地下物质的性质和分布。
探地雷达在地下勘探和探测领域中具有重要的应用价值。
它可以广泛应用于矿产勘探、地质灾害预测、土壤污染调查、考古发掘等领域。
通过探地雷达,我们可以非破坏性地获取地下的信息,避免了传统勘探方法中需要进行大量开挖和钻探的情况,减少了勘探成本和对环境的影响。
探地雷达具有高分辨率、远距离探测能力、快速获取数据等特点。
它可以对地下物质进行高精度的成像和探测,能够获得准确的地下结构和物质分布信息。
同时,探地雷达还可以进行实时数据采集和处理,提高了勘探工作的效率。
随着科技的不断进步,探地雷达的技术和应用领域也在不断发展和拓展。
未来,我们可以期待探地雷达在地下勘测和探测领域中发挥更大的作用。
通过不断优化和创新,探地雷达的性能和功能将会不断提升,为我们的勘探工作带来更大的便利和效益。
1.2 文章结构文章结构主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述了本文的内容以及目的,使读者对文章有一个整体的了解。
同时,引言部分还介绍了探地雷达的背景和重要性,引发读者对于探地雷达的兴趣。
正文部分是文章的核心,主要包括探地雷达的定义、原理和应用领域的详细介绍。
首先,我们将对探地雷达的定义进行阐述,解释其基本概念和特点。
然后,我们将介绍探地雷达的原理,包括电磁波的传播和反射机制等。
最后,我们将深入探讨探地雷达在不同领域的应用,比如地质勘探、军事防范和文物保护等,通过实际案例来说明其重要性和实际价值。
结论部分是对整个文章内容进行总结,并对探地雷达的特点进行概括。
在这一部分,我们将回顾探地雷达的定义和原理,并总结其在应用领域的优势和局限性。
国内外路用探地雷达性能概述摘要:本文调研了国内外主要道路用探地雷达(gpr)生产厂家及其检测能力,提出适宜路用雷达天线中心频率范围,为工程和研究人员合理选用探地雷达的提供参考。
关键词:道路工程探地雷达(gpr)天线性能1 概述探地雷达(gpr)检测路面和桥面板,可给出定性、定量的结果,用于快速、可靠的评定路面、桥面状况,是一种非常经济、高效的检测手段。
随着科学技术的进步,特别是分析处理软件的进一步开发和完善,雷达必将在公路快速检测中应用越来越广。
2 astm和aashto雷达标准简介由于国内目前尚没有专用的雷达路面桥面检测标准规范。
大多依赖厂家的软件、资料和参照美国astm 和aashto等测试方法和标准。
1)astm d4748—98《使用短脉冲雷达测定组合路面层厚度测试方法标准》(standard test method for determining the thickness of bound pavement layers using short—pulse radar)。
本规程包括使用短脉冲雷达进行组合路面层厚度无损检测。
本方法的精确度和适应性取决于雷达系统的穿透性、分辨率和介电常数。
2) astm d6097—97el《使用地面探测雷达评定沥青铺层混凝土桥面板测试方法标准》,本规程包括可用于评定铺有沥青混凝土磨耗层的混凝土桥面板状况的步骤,尤其是判断是否存在剥离。
最严重的损坏是由内部钢筋的锈蚀引起的。
3)astm 06432—99 《使用地表面探测雷达方法进行地下勘探标准指南》(standard guide for using the surface ground penetrating radar method for subsurface investigation),本指南是脉冲雷达方法的概述,而不是理论、测试步骤和数据解释的详细资料,限于地表面雷达探测的一般用途。
4)aashto tp36《使用脉冲雷达评定沥青加铺层混凝土桥面板测试方法标准》(standard test method for evalutingasphalt-coverd concrete bridge decks using pulse radar),本标准基于shrp成果2015,内容基本与astm6087相同。
一.探地雷达概论王惠廉1. 概述雷达探测技术用于地下,是一项提出较早的课题。
然而只是在高频微电子技术以及计算机数据处理方法迅速开发的近代,这项技术才获得本质性的进展。
今天,探地雷达不仅在探测装备上高度集中了现代技术领域的成就而得到了极大的改善,它的应用领域也正在迅速开拓。
美国、加拿大、日本以及西欧等国正大力开发这一技术,服务业务也日益增多。
有关该项技术方面的应用成果和文章,已频繁地出现在一些期刊、专门会议文集以及各种地球物理国际学术会议的报告中。
1992年在芬兰召开的第四届探地雷达国际会议上,提交优秀论文45篇,并已汇集成册。
目前我国也有不少部门,包括地矿、水电、煤炭、铁道等单位正在开展这一技术的试验和应用。
与探空或通讯雷达技术相类似,探地雷达也是利用高频电磁脉冲波的反射探测目的体及地质现象的,只是它是从地面向地下发射电磁波来实现探测的,故亦称之为地质雷达。
将雷达原理用于探地,早在1910年就已提出,当时德国的G.Leimback和Lowy曾以专利形式阐明这一问题。
以后J.C.Cook在1960年用脉冲雷达,在矿井中做了试验。
但是,由于地下介质比空气具有强得多的电磁波衰减特性,加之地下介质情况的多样性,波在地中的传播特性比在空气中要复杂得多。
因此,探地雷达的初期应用仅限于波吸收很弱的冰层、岩盐矿等介质中。
如s.Evans1963年用雷达测量极地冰层的厚度;Harrison 1970年在南极冰面上取得了穿透800~2200m的资料;1974年L.T.Procello用雷达研究月球表面结构;Unbterberger探测冰川和冰山的厚度等。
随着仪器信噪比的大大提高和数据处理技术的应用,70年代以后,探地雷达的实际应用范围迅速扩大,其中有:石灰岩地区采石场的探测(1971年Takazi;1973年Kitahra)、二程地质探测(1974年R.M.Morey;1976年,1977年A.P.Annan和J.L.Davis,1978年01hoeft,Dolphin等,1979年Benson等)、煤矿井探测(1975年J,C.Cook)、泥炭调查(1982年C.P.F.Ulriksen)、放射性废弃物处理调查(1982年D.L.wright,R.D.Watts;1985年0.Olsson)以及地面和钻孔雷达用于地质构造填图、水文地质调查、地基和道路下空洞及裂缝调查、埋设物探测和水坝、隧道、堤岸、古墓遗迹探查等(1982~1987年加拿大、日本、美国、瑞典等报道)。
地质雷达功能介绍一前言地质雷达作为近十余年来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、实时图象显示等优点,备受广大工程技术人员的青睐。
地质雷达是一种用于研究材料介质分布的广谱电磁波技术,地质雷达方法作为一种新的非开挖无损检测技术,已经被列入“公路工程质量检验评定标准”(JTGF8011-2004)。
地质雷达在考古、市政建设、建筑、铁路、公路、水利、电力、采矿、航空等领域都有广泛应用。
地质雷达最早用于工程场地勘查:解决覆盖层厚度、松软层厚度及分布、基岩风化层界面及分布、基岩节理和断裂带、地下水分布、普查场地地下溶洞、空洞、塌陷区、地下人工洞室、地下排污巷道、地下排污管道及地下管线等;工程质量检测及病害诊断:国内外铁路公路等地下隧道、公路及城市道路路面、机场跑道、高切坡挡墙等重要工程项目的工程质量检测及病害诊断中,广泛采用雷达技术。
主要检测衬砌厚度、破损、裂隙、脱空、空洞、渗漏带、回填欠密实区、围岩扰动等,路面及跑道各层厚度、破损情况,混凝土构件中的空洞、裂隙及钢筋分布等,检测精度可达毫米级;地下埋设物与考古探察:考古是地质雷达应用较早的领域,探测古建筑基础、地下洞室、金属物品等,在城市改造中用雷达可探测地下埋设物,如电力管网、输水管道、排污管道、输汽管网、通讯管网等;隧道超前跟踪探测及预报:地质雷达可预测前方断层、溶洞、裂隙带、含水带等地质构造;地质雷达在矿井中的探测应用:我国煤矿及金属矿山很多,煤矿及金属矿山地质构造相当复杂,地质雷达已开始用于矿山井下,在矿井可用在掘进头前方超前探测及预测、巷道顶底板及两邦探测,主要用来探测断层、陷落柱、溶洞,裂隙带、采空区、含水带、煤厚、顶底板、瓦斯突出危险带、金属富矿带等。
二、应用实例1、环境应用广泛的适用于:垃圾掩埋场地选址、地下油罐场地选址、有毒性物品掩埋场地选址等专用场地选址及场地评估,液体物品泄漏探测,各种土方材质回填估算,地下未知埋藏物定位等领域。
国内外路用探地雷达性能概述
摘要:本文调研了国内外主要道路用探地雷达(GPR)生产厂家及其检测能力,提出适宜路用雷达天线中心频率范围,为工程和研究人员合理选用探地雷达的提供参考。
关键词:道路工程探地雷达(GPR)天线性能
1 概述
探地雷达(GPR)检测路面和桥面板,可给出定性、定量的结果,用于快速、可靠的评定路面、桥面状况,是一种非常经济、高效的检测手段。
随着科学技术的进步,特别是分析处理软件的进一步开发和完善,雷达必将在公路快速检测中应用越来越广。
2 ASTM和AASHTO雷达标准简介
由于国内目前尚没有专用的雷达路面桥面检测标准规范。
大多依赖厂家的软件、资料和参照美国ASTM 和AASHTO等测试方法和标准。
1)ASTM D4748—98《使用短脉冲雷达测定组合路面层厚度测试方法标准》(Standard Test Method for determining the thickness of Bound Pavement Layers Using Short—Pulse Radar)。
本规程包括使用短脉冲雷达进行组合路面层厚度无损检测。
本方法的精确度和适应性取决于雷达系统的穿透性、分辨率和介电常数。
2) ASTM D6097—97el《使用地面探测雷达评定沥青铺层混凝土桥面板测试方法标准》,本规程包括可用于评定铺有沥青混凝土磨耗层的混凝土桥面板状况的步骤,尤其是判断是否存在剥离。
最严重的损坏是由内部钢筋的锈蚀引起的。
3)ASTM 06432—99 《使用地表面探测雷达方法进行地下勘探标准指南》(Standard Guide for using the Surface Ground Penetrating Radar Method for Subsurface Investigation),本指南是脉冲雷达方法的概述,而不是理论、测试步骤和数据解释的详细资料,限于地表面雷达探测的一般用途。
4)AASHTO TP36《使用脉冲雷达评定沥青加铺层混凝土桥面板测试方法标准》(Standard Test Method for Evaluting Asphalt-Coverd Concrete Bridge Decks using pulse Radar),本标准基于SHRP成果2015,内容基本与ASTM6087相同。
3国内外雷达(GPR)生产厂家及路面雷达性能调查
3.1 加拿大Sensers&Software公司PULSE RODAR路面雷达系统
RODAR是Pulse雷达公司研制的专利产品,大范围的天线频率(50 MHz-3
GHz)满足了多方面的探测要求,独特的双基、空气耦合(低频为地面耦合)式喇叭型天线有利于增强信号的品质及稳定性。
其主要特点为:天线是双基型;天线品质优良、噪音小;较大的扫描时间宽度;GPS和DMI双重定位系统和GIS存储数据库;RODAR V 配置有独特的远程诊断系统。
天线类型:收发两用横向电磁波喇叭型空气耦合天线,最多可配置4组,精度为0.25cm。
最大探测深度:2GHz:30-60cm;1GHz:60-100cm;500MHz:120-200cm;250MHz:240-300cm;100MHz:480-1000cm。
3.2Penetradar公司EP-71011、EP-71012型路面雷达测试系统和IRIS系列路面雷达测试系统
EP-71011、EP-71012型高速检测雷达可用于高速公路路面的检测。
用这种方法检测,一天内可获得几百公里长路面各层厚度的信息,所获得信息数据以三种格式存贮:第一种是将检测路段的数据按纵向顺序计算整理成路层各层厚度表;第二种是用彩色的三维路面图表示出路床的剖面;第三种是以数据库的方式将检测的所有数据存贮,以供路面管理系统调用。
EP-71011型GPR系统是探测空孔的一种有效的工具(最小可探测到3mm 径的空孔),这套可靠的系统可以探测和分辩出气孔和充水孔,并能以无损方式确定地表下高湿度区域的位置。
天线类型:配备空气藕合式30AGC型喇叭状天线。
这种天线最佳接收信号的频率范围在400MHz-5GHZ之间,工作时需配备Pentradar单循环脉冲发生器(范围0.75ns-1.5ns)。
这种天线既可按单基地雷达,也可按双基地雷达(收发分设雷达)配置使用。
3.3 美国GSSI公司SIR系列雷达
SIR-3000结构扫描诊断系统是由美国GSSI公司生产的SIR-3000探地雷达主机,1.5GHz高频天线以及Radan6.0软件组成。
运用结构扫描诊断系统能够快速、准确、形象、直观地进行公路结构层划分、病害检测、隐患调查等。
SIR-10H高速多通道地质雷达,用于高速公路无损检测,具有数据采集密度高,采样点距可任意选定,最小采样点距可达5cm,每扫描采样点数1024;检测速度快,检测速度一般为20~40km/h,最高可达80km/h;检测精度高,测量误差≤3mm,并可自动区别不同材料的界面。
3.4 瑞典RAMAC/GPR探地雷达
RAMAC/GPR屏蔽天线主要用于中、高分辨率的雷达应用领域,屏蔽天线特别适合于城市及有干扰背景的地方。
不同屏蔽天线的电子单元、拉杆及测量轮可以通用,这样可以节约用户的资金,并为以后升级提供方便。
RAMAC/GPR屏蔽天线主要用于中、高分辨率下的中浅层探测。
它的探测深度从几十公分到十几米。
主要特点:控制单元系统结构紧凑,使用方便;与RAMAC 100,250,500和800兆天线兼容;数据自动叠加,可以使数据质量和采集速度达到最佳值;功耗低,系统使用时间长。
RAMAC/GPR的所有天线都与CUII主机兼容,其天线系列包括:
屏蔽天线:100MHz, 250MHz, 500MHz, 800MHz, 1000MHz;
不屏蔽天线:10MHz, 25MHz, 50MHz, 100MHz, 200MHz;
孔中天线:250MHz, 100MHz。
3.5 中国电波所LTD探地雷
LTD-2000车载公路检测仪是中国电波传播研究所针对当前国内道路建设中质量检测和养护管理的现状,应用先进的冲击雷达技术,历经十余年,先后投资上千万元研制生产出的一种道路专用探地雷达。
LTD-2000车载公路检测仪主要由LTD-2000雷达主机、900M屏蔽天线(用于面基层厚度检测)、500M屏蔽天线(用于基层下缺陷检测)、天线小车、测距器、锂电池及其它配件组成。
LTD型探地雷达以全中文菜单、便利的操作方式、清晰直观的图象显示和探测精度高等特点引起众多领域专家的浓厚兴趣,在军用和民用领域都显示出广阔的应用前景。
车载式道路专用探地雷达,尤其适用于机场和公路这类浅层高分辨率探测领域。
综上所述,大部分国外雷达厂家为道路开发的道路GPR均能满足测量精度的要求,在选用雷达天线合适的基础上,采用探地雷达能较为准确对水泥混凝土板厚及板底脱空进行快速检测,测试结果与实际相符,在道路工程检测中,采用高于900Hz雷达天线能够满足准确检测要求。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。