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基于探地雷达的城市道路地下空洞探测研究发表时间：2019-07-16T10:53:32.743Z 来源：《建筑模拟》2019年第22期作者：王天鸿[导读] 探地雷达（GPR）无损检测设备以其携带方便、检测效率高、精度高、对道路结构无损伤等优点，在工程建设中得到了广泛的应用。
王天鸿浙江有色地球物理技术应用研究院有限公司浙江 312000摘要：探地雷达（GPR）无损检测设备以其携带方便、检测效率高、精度高、对道路结构无损伤等优点，在工程建设中得到了广泛的应用。
探地雷达（GPR）探测技术虽然具有许多技术优势，但在利用探地雷达探测城市道路时，由于环境复杂，会受到许多外部因素的影响。
为了提高检测精度，尽可能减小检测数据的误差，应注意回波、路面介电参数、接地零点等参数，以提高检测质量、测量效率和精度的目的。
关键词：探地雷达；城市道路；地下空洞；探测前言市政道路交通量大，施工质量要求高，必须做好施工质量控制和检测。
在市政道路施工过程中，必须对路基路面结构进行全面的检验，确保施工质量。
传统的检测技术的检测结果由于代表性和准确性不足，已经不能满足日益增长的交通运输要求的需要。
必须选用先进的检测技术，而探地雷达检测技术检测速度快，准确率高，不损坏路基路面结构，可为市政道路施工质量提供有效保证。
1探地雷达测试原理与探空雷达相似，探地雷达是通过向地面以下发送特定波长的高频电磁波，再通过均质地层介质时，可以实现稳定传播；但如果路基路面结构中存在孔洞或不同结构层分界面时，高频电磁波不能直接穿过，会产生反射和透射，通过接收天线将反射波接收后，进一步进行分析和处理后，通过软件和硬件分析得出不同的波形。
通过对反射波进行分析和处理，可以确定路面结构层的厚度，地下隐蔽目标物的位置和几何尺寸，对新建市政道路进行质量控制与检测等。
地质雷达检测技术检测速度快、精度高、对结构物无损坏，已经被广泛应用在公路施工和养护工作中。
２地下病害形成原因地质原因：黄河自西南流向东北，横穿兰州市全境，兰州市地处黄河冲积而成的盆地，从地质环境分析，兰州地区土质多为自重湿陷性黄土，自重湿陷性黄土土质较为均匀、孔隙发育、耐蚀力小、结构疏松，在未受水浸湿时，一般强度较高、压缩性较小，但一旦浸水，土壤结构会迅速破坏，产生较大附属下沉，强度迅速降低，就会产生湿陷，形成地下空洞甚至导致路面塌陷；地下设施原因：近年来，随着城市经济社会的发展，城市建设力度逐渐加大，大型建筑、城市地下设施建设、加之老管道的渗漏，均对地下水文地质和土体状况造成了较大改变，不稳定性增加，造成城市地下空间出现不同程度的空洞、脱空、不密实等病害的发生，而城市道路的病害发生反过来又作用于给水、排水、地下设施等，造成这些设施的破坏，两者的相互作用，致使地下安全事件时有发生；地下水位频繁变化：由于大型基坑开挖或地下设施施工，地下水大量被人工抽走，地下水位快速下降，水流将饱和粉土中的细粒土带走，同时，含水介质失去地下水托浮力，在重力作用下下降，形成深层疏松或孔隙；降水影响：降雨量对城市道路下垫层亦产生较大的影响，导致近几年来道路下方陷空，不断造成道路开裂、下陷、乃至坍塌。
研究城市道路地下空洞探测的地质雷达技术祖伟业发布时间：2021-09-07T04:01:05.160Z 来源：《中国科技人才》2021年第17期作者：祖伟业[导读] 随着城市现代化建设步伐的不断加快，对城市道路地下空洞探测也提出了全新要求，不仅要满足速度快和分辨率高等要求，同时还需要使设备的机动灵活性以及抗干扰能力得到有效增强。
中矿华安能源科技（北京）有限公司北京 102206摘要：随着城市现代化建设步伐的不断加快，对城市道路地下空洞探测也提出了全新要求，不仅要满足速度快和分辨率高等要求，同时还需要使设备的机动灵活性以及抗干扰能力得到有效增强。
本文针对城市道路地下空洞探测中地质雷达技术应用进行分析，介绍了地质雷达工作原理，探讨了城市地下空洞的物性特征及形成原因，分析了地质雷达技术应用条件和影响因素，并提出地质雷达技术的工作方法，希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。
关键词：城市道路；地下空洞探测；地质雷达技术；工作方法绪论随着人们对城市地下空间的开发和利用力度不断加大，大型地铁建设工程的数量也在不断提升，而由于受到施工环境以及地质条件等方面因素所带来的影响，进而导致地下工程建设存在相应的危险性和不确定性，容易出现地面沉降、下陷等问题。
对此，需要相关技术人员对地质探测技术进行合理改进和创新，从而进一步保证地下工程施工安全性，为人们的生命财产安全提供保障。
一、地质雷达工作原理地质雷达属于无损探测仪器，其主要采用宽频带高频电磁波信号，可以对介质分布进行有效探测。
具体来说，地质雷达通过天线可以对电磁波反射信号进行发射和接收，并在测线上对天线进行移动，从而对相关剖面图像进行获取。
地质雷达天线发射端可以向地下有效发射相应的高频电磁波，而电磁波信号在地下传播时在于不同介质界面相遇时会有反射现象发生，和发射端同步移动的天线接收端，可以对发射电磁波进行接收，之后利用雷达主机对反射的电磁波波形特征进行精确记录。
如何利用激光雷达测绘技术进行地下洞穴勘探随着科技的不断发展，激光雷达测绘技术在地下洞穴勘探方面的应用也越来越广泛。
本文将重点探讨如何利用激光雷达测绘技术进行地下洞穴勘探。
首先，我们将介绍激光雷达的原理和工作方式，然后探讨如何在地下洞穴中利用这项技术进行测绘工作。
最后，我们将探讨激光雷达测绘技术在地下洞穴勘探中的局限性和发展前景。
激光雷达是一种利用激光束进行测量的装置。
它通过发射出的激光束与地下物体相互作用，然后通过接收器接收经过反射或散射后的激光束，最终根据接收到的信号进行数据处理和图像重建。
激光雷达的工作方式可以分为两种，一种是通过测量激光束的飞行时间来计算距离，另一种是通过测量激光束的相位差来计算距离。
在地下洞穴勘探方面，利用激光雷达进行测绘工作可以获得地下洞穴的三维模型和地形图。
首先，强大的激光雷达系统可以穿透地下洞穴中的尘土、雾气和水汽等干扰物，准确地获取地下洞穴内的地形信息。
其次，激光雷达系统具有高精度和高分辨率的特点，能够捕捉到地下洞穴内的微小细节和变化，从而为地下洞穴的勘探提供了重要的数据支持。
此外，激光雷达系统还可以通过测量地面和地下洞穴内物体的反射率差异，快速判断出地下洞穴中是否存在新的洞穴通道或隧道，极大地提高了勘探效率。
在进行地下洞穴勘探时，激光雷达仪器的选择和设置是至关重要的。
首先，我们需要选择一款具有较高测量精度和测量范围的激光雷达仪器，确保在复杂地下环境下能够获取到准确的数据。
其次，我们还需要注意选择适合于地下洞穴勘探的激光雷达仪器，例如一些可以进行多波长测量的激光雷达系统，可以更好地应对地下洞穴中的多样性地质结构。
此外，合理设置激光雷达仪器的参数，例如扫描频率、波长和功率等，也可以提高地下洞穴勘探的效果。
在地下洞穴勘探中，激光雷达测绘技术的应用主要包括地形测量和三维模型重建两个方面。
地形测量主要是通过测量地下洞穴内各个点与激光雷达之间的距离来获取地下洞穴的高程信息，从而绘制出地下洞穴的地形图。
超声波雷达在地下空洞探测与预防中的应用研究概述：地下空洞是由于地质构造变化、地下水侵蚀或人为活动等原因造成的地下空腔，它们对城市建设和土地利用带来了潜在的风险与挑战。
为了有效地探测和预防地下空洞的出现，超声波雷达技术被广泛应用于地质勘探和地下空洞探测领域。
本文将探讨超声波雷达在地下空洞探测与预防中的应用研究。
一、地下空洞的危害：地下空洞的出现对城市建设与土地利用带来了许多潜在风险。
首先，地下空洞的出现会导致地面塌陷，危及附近建筑物的安全。
其次，地下空洞可能会威胁到地下管道的稳定，包括给水管道、燃气管道和通讯光缆等。
最后，地下空洞还会对交通运输造成影响，如损坏地下隧道和桥梁结构等。
二、超声波雷达原理：超声波雷达是一种利用超声波的回波信号来探测地下物体特征与构造的技术。
它通过发射超声波脉冲，并接收回波信号来获取地下空洞的相关信息。
超声波雷达的工作原理是利用超声波在不同介质之间的传播速度差异来探测地下空洞的存在。
三、超声波雷达在地下空洞探测中的应用：1. 地下空洞的识别与定位超声波雷达可以通过测定超声波的传播时间和强度来识别地下空洞的存在与位置。
传播时间与超声波在地下介质中的传播速度相关，而传播强度则与地下空洞的尺寸和性质有关。
2. 地下空洞的尺寸与形状测量超声波雷达可以根据超声波回波的强度和形态变化来测量地下空洞的尺寸和形状。
通过分析超声波的回波信号，可以得出地下空洞所占据的区域的准确尺寸和形态信息。
3. 地下空洞的稳定性评估超声波雷达可以通过分析超声波回波的频率和振幅来评估地下空洞的稳定性。
当地下空洞发生变形或破坏时，超声波传播的特性会发生相应的改变，通过对回波信号的分析，可以判断地下空洞是否存在破坏的风险。
4. 地下空洞的预测与预防通过超声波雷达技术，可以对地下空洞进行高精度的预测与预防。
通过对地下土层的超声波回波信号进行分析，可以发现地下空洞形成的潜在因素，采取相应的预防措施，以减少地下空洞对城市建设和土地利用带来的影响。
雷达测绘技术在地下空洞探测中的实际应用经验引言：雷达测绘技术作为一项先进的探测技术，在地下空洞探测中起到了重要的作用。
本文将探讨雷达测绘技术的实际应用经验，并分析其在地下空洞探测中的优势与局限。
一、雷达测绘技术的基本原理与工作机制雷达测绘技术是利用电磁波在介质边界的反射和折射来实现地下空洞探测的一种方法。
其基本原理是利用雷达发射器发出一束电磁波，当波束遇到地下空洞时，一部分电磁波会被空洞边界反射回来，再由雷达接收器接收。
通过分析接收到的电磁波信号，可以判断地下空洞的存在、位置和形状。
由于地下空洞与周围土壤或岩石的电磁波特性不同，所以雷达测绘技术可以通过探测电磁波的回波信号来反映地下空洞的情况。
雷达测绘技术的工作原理与地震探测类似，但其所用的电磁波频率较高，可以更精确地探测到地下空洞的信息。
二、雷达测绘技术在地下空洞探测中的优势1. 快速高效：雷达测绘技术可以快速获取地下空洞的信息，省去了传统钻探勘探的时间与资源成本，提高了勘探效率。
2. 非破坏性：雷达测绘技术是一种非破坏性的探测方法，不需要对地表进行大规模开挖或破坏性操作，降低了对环境的影响。
3. 多参数反演：通过分析电磁波回波信号的特点，雷达测绘技术可以反演地下空洞的尺寸、深度、形状等参数，提供详细的勘测结果。
4. 深度探测：相对于传统的探测手段，雷达测绘技术可以实现深度探测，能够探测到几十米甚至上百米深处的地下空洞。
三、雷达测绘技术在地下空洞探测中的实际应用案例1. 市政工程中的应用：雷达测绘技术可以用于城市地下管网、地下隧道等的勘测与监测。
通过雷达测绘技术，可以迅速获取地下空洞的位置和范围，为市政工程的规划和施工提供实时数据支持。
2. 岩溶地区勘探：雷达测绘技术在岩溶地区的勘探中应用广泛。
岩溶地区常常存在着诸如地下溶洞、地下河道等大型地下空洞，利用雷达测绘技术可以有效地探测并评估这些潜在的地质灾害风险。
3. 老建筑维护中的应用：对于一些历史悠久的建筑物或文化遗产，在维护保护过程中，常常需要了解地下空洞的情况。
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。
地质雷达在隧道检测中空洞图像分析作者：蔡建华刘亮红李庚来源：《价值工程》2016年第02期摘要：空洞是隧道检测中非常常见，本文针对隧道衬砌中经常出现的空洞的基本形状进行研究。
以探地雷达理论为基础，运用时域有限差分法，建立隧道衬砌中三角形、矩形和圆形空洞的二维模型，进行探地雷达二维正演模拟。
利用制作圆形空洞、直角三角形和正方空洞模型，依次将模型分别埋于砂槽中，应用探地雷达探测。
数值模拟和实测结果表明：探地雷达可以探测到三角形、矩形和圆形空洞的存在。
Abstract： The cavity is often seen in tunnel inspecting. the thesis is focus on basic shape of cavity in tunnel lining. On the basis of ground penetrating radar （GPR） theory， triangle，rectangle and circular cavity 2-dimension models were builded. The typical cavities were done 2D-forward simulation by the finite difference time domain method. Circular cavity right triangle and rectangular cavities were made. We detected the right triangle， rectangular and circular cavity which was installed sequence at the same position in a same sand launder by GPR. Numeric and physical simulation results show： GPR could detect triangle， rectangular and circular cavities.关键词：探地雷达；空洞；形状；隧道检测Key words： ground penetrating radar；cavity；shape；tunnel inspecting中图分类号：P63 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）02-0208-030 引言随着我国公路、铁路网发展快速发展，隧道建设将越来越多。
