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《隧道初襯背后空洞地質雷達探測研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、公路2009年12月第12期HIGHWAYDec2009No12文章編號:0451-0712(2009)12-0189-03中圖分類號:U45211文獻標識碼:B隧道初襯背后空洞地質雷達探測研究1,23雷鳴,龔書林(1廣東云梧高速公路有限公司云浮市527300;2廣東省長大公路工程有限公司廣州市510620;3湖南省高速公路管理局長沙市410001)摘要:探地雷達是巖土工程檢測中較為經濟、高效的檢測工具之一,可以對初襯噴射混凝土的厚度、背后空洞及超挖回填密實情況進行探測。關鍵詞:地質雷達;隧道;初襯;背
2、后空洞探地雷達以其經濟、無損、快速而直觀的特點成在發(fā)射和接收天線同步移動,進行地質雷達剖面測為了近年來巖土工程檢測最主要的工具之一。雷達量時,通過測量地下介質中的雷達波傳播速度、振波頻率高、波長短、分辨率高,可實現(xiàn)連續(xù)性測量,是幅、相位就可以確定反射體的深度等參數(shù)。從方法目前鋼筋數(shù)量、混凝土厚度、質量和圍巖狀態(tài)探測的原理來看,要獲得有效的反射波,必須存在有電性差首選方法之一。探地雷達類似于探空雷達,他是利異的界面。用高頻電磁波束的反射來探測地下目標體。由于我國近年來經濟的發(fā)展,基礎設施建設的增多,使得探地雷達技術在工程方面的應用越來越廣泛。近年來,該技
3、術已被廣泛應用于工程地質勘查、土木工程檢測、礦產資源勘查、水文與生態(tài)環(huán)境調查、地質災害預測、地下掩埋物體的探測等眾多領域,特別是在圖1地質雷達探測原理混凝土無損撿測,確定鋼筋位置和數(shù)量、襯砌與圍巖12天線頻率選擇之間的空洞、噴射混凝土的厚度等方面發(fā)揮著越來GPR探測深度隨著天線頻率的不同而不同,越大的作用。一般為05~80m。總地來說,頻率越低,探測深度越大,與此相對,頻率越高,探測深度越淺。對1地質雷達探測工作方法初襯噴射混凝土背后空洞及超挖回填密實情況進11地質雷達工作原理行探測一般選用400M~15G的天線,不同天線地質雷達(簡稱GP
4、R)剖面測量與聲納、地震反頻率的適用范圍見表1。本文選用900M天線作射法類似,采用的是時間域脈沖雷達,將寬頻帶的脈為實測研究。沖電磁波發(fā)射到介質中,通過接受反射信號達到探測目標體的目的,雷達系統(tǒng)向被探測物發(fā)射電磁波表1天線頻率與分辨率、最大測深及盲區(qū)脈沖,電磁脈沖穿過介質表面,碰到目標物或不同介天線頻率/MHz分辨率/m最大測深/m盲區(qū)/m質的界面被反射回來,根據(jù)電磁波的雙程走時,分析2000004~00815~20-確定探測目標的形態(tài)及結構特性,其探測原理如圖900023~50081所示。500057~10025~05通過對GPR時
5、域波形的采集、處理和分析,可300107~1005~10確定地下界面或地質體的空間位置及結構。因此,1501510~1510收稿日期:2009-11-05!190!公路2009年第12期13介質的介電常數(shù)它們分別位于隧道的拱頂,左、右拱肩以及左、右邊相對于探地雷達所用的高頻電磁脈沖而言,工墻5個部位。程勘探和檢測中通常所遇到的介質都是以位移電流為主的低損耗介質。在這類介質中,反射系數(shù)和波[1]速主要取決于介電常數(shù)。1-2=1+2cv=式中:為反射系數(shù);v
6、為速度;為介質的相對介電常數(shù);c為電磁波在空氣中的傳播速度;下角標1,2分別表示上、下介質。由于隧道中不同介質之間存在明顯的介電常數(shù)、電導率的差異,這為雷達檢測隧道噴射混凝土空圖2雷達檢測測線斷面布置示意洞提供了可靠的地球物理依據(jù)。在隧道初期支護質量檢測中,空氣的相對介電常數(shù)為10,噴射混凝土檢測的主要內容:探測隧道襯砌背后是否存在為6~9,水為81,巖石的介電常數(shù)一般大于8,這與空洞以及空洞存在的位置和規(guī)模。其含水率有很大的關系。在實際探測過程中發(fā)現(xiàn),地質雷達的探測深度電磁波由空氣進入噴射混凝土層,會出現(xiàn)強反與探測效果,除了野外探測時測量參數(shù)選擇
7、合適外射(對應地面,并且由于空氣中電磁波傳播速度較(中心頻率、時窗、采樣率、測點點距),還與實際工作快,這時的地面對應的是負相位);當電磁波遇到空時的雷達參數(shù)(系統(tǒng)增益、采樣間隔、疊加次數(shù)等)的洞時,會在空洞的上下邊界產生較強的反射。通過選擇有關。圖3為本次檢測的部分圖像。標定出介質中的電磁波傳播速度后,由公式t=224x+x/v,以及雷達記錄到的電磁波走時,即可計算出目標體的深度和范圍。14實測資料處理的依據(jù)實測資料的處理主要采用RADAN軟件進行分析。在該軟件中,主要是利用Process菜單中的數(shù)字濾波器(如IIRFilter、FIRFilte
8、r)、褶積(Deconvolution)、偏移(Migration
