地質(zhì)雷達法探測缺陷

1、1、地質(zhì)雷達法的原理地質(zhì)雷達法是一種用于確定地下介質(zhì)分布的光譜（1MHz1GHz）電磁技術(shù)。地質(zhì)雷達利用一個天線發(fā)射高頻寬頻帶電磁波，另一個天線接收來自地下介質(zhì)界面的反射波。電磁波在介質(zhì)中傳播時，其路徑、電磁場強度與波形將隨所通過介質(zhì)的電性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化。因此，可根據(jù)接收到波的旅行時間（亦稱雙程走時）、幅度與波形資料，可推斷介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。實測時將雷達的發(fā)射和接收天線密貼于噴層表面，雷達波通過天線進入混凝土襯砌中，遇到鋼筋、鋼拱架、材質(zhì)有差別的混凝土、混凝土中間的不連續(xù)面、混凝土與空氣分界面、混凝土與巖石分界面、巖石中的裂面等產(chǎn)生反射，接收天線接收到反射波，測出反射波的入射、反射雙向走時，就可

2、計算出反射波走過的路程長度，從而求出天線距反射面的距離D，即有下式：D=Vt/2 式中：D天線到反射面的距離，km；t雷達波從發(fā)射至接收到反射波的走時，用ns（納秒，1ns=10-9秒）計；V雷達波的行走速度，km/s。可以用幾何光學(xué)的概念來看待直線傳播雷達波的透射和反射，即有下式：V=C0/1/2 式中：C0雷達波在空氣中的傳播速度，30cm/ns；介電常數(shù)，由波所通過的物質(zhì)決定。即物體中的雷達波速由其介電常數(shù)決定。如空氣的=1，水的=81，混凝土的=410。實際上，雷達波之所以會在物體界面產(chǎn)生反射，是因為界面兩側(cè)物質(zhì)介電常數(shù)不同。Er1輸出顯示分析計算處理后反射、散射脈沖時域接收機接收電磁

3、波無載波脈沖源發(fā)射電磁波Er2雷達探測原理示意圖雷達天線可沿所測測線連續(xù)滑動，所測的每個測點的時間曲線可以匯成時間剖面圖像。從一個測點的反射波時間曲線上去判別哪一個波反映什么是困難的，但多個測點資料匯成的時間剖面，各測點接收到的同一反射面的反射波匯面一定圖像，就能直觀地反映出各種不同的反射面。例如，一個與測量平面近于平行的反射面，如襯砌的外緣面，在時間剖面上就是與時間0基線近于平行的線；襯砌與巖體交界面的起伏（反映了襯砌厚薄變化）表現(xiàn)為有起伏的圖像；鋼拱架的反射圖像可能是一雙曲線，在彩色或黑色灰度的圖上也可能呈現(xiàn)一個個圓點；突入襯砌中的小塊巖石、襯砌背后的空洞、兩層襯砌間的空隙則多呈雙曲線圖像

4、。根據(jù)這些圖像即可辯別不同的物體。時間剖面圖像是探地雷達成果的基本圖件，其橫座標(biāo)為測點位置，縱座標(biāo)為雷達波反射走時，可以用黑白波型圖像（波形圖變面積黑白顯示）、黑白灰度顯示、彩色色塊顯示等形式?？梢杂脤Ｓ梅治鲕浖λ鶞y圖象進行分析。2、現(xiàn)場檢測程序1測線布置（1）隧道施工過程中質(zhì)量檢測以縱向布線為主，橫向布為輔。縱向布線的位置應(yīng)在隧道拱頂、左右拱腰、左右邊墻和隧底各布1條；橫向布線可按檢測內(nèi)容和要求布設(shè)線距，一般情況線距812m；采用點測時每斷面不小于6個點。檢測中發(fā)現(xiàn)不合格地段應(yīng)加密測線或測點。（2）隧道竣工驗收時質(zhì)量檢測應(yīng)縱向布線，必要時可橫向布線?？v向布線的位置應(yīng)在隧道拱頂、左右拱腰和左

5、右邊墻各布1條；橫向布線線距812m；采用點測時每斷面不少于5個點。需確定回填空洞規(guī)模和范圍時，應(yīng)加密測線或測點。（3）三車道隧道應(yīng)在隧道拱頂部位增加2條測線。（4）測線每510m應(yīng)有一里程標(biāo)記。2介質(zhì)參數(shù)標(biāo)定（1）檢測前應(yīng)對襯砌混凝土的介電常數(shù)或電磁波速做現(xiàn)場標(biāo)定，且每座隧道應(yīng)不少于1處，每處實測不少于3次，取平均值為該隧道的介電常數(shù)或電磁波速。當(dāng)隧道長度大于3km、襯砌材料或含水量變化較大時，應(yīng)適當(dāng)增加標(biāo)定點數(shù)。（2）標(biāo)定方法：在已知厚度部位或材料與隧道相同的其他預(yù)制件上測量；在洞口或洞內(nèi)避車洞處使用雙天線直達波法測量；鉆孔實測。（3）求取參數(shù)時應(yīng)具備以下條件：標(biāo)定目標(biāo)體的厚度一般不小于15cm，且厚度已知；標(biāo)定記錄中界面反射信號應(yīng)清晰、準(zhǔn)確。（4）標(biāo)定結(jié)果應(yīng)按下式計算： 式中：相對介電常數(shù) ；電磁波速（m/s）；雙程旅行時間（ns）；標(biāo)定目標(biāo)體厚度或距離（m）。3測量時窗由下式確定： 式中：時窗長度（ns）；時窗調(diào)整系數(shù)，一般取1.52.0。4掃描樣點數(shù)由下式確定： 式中：掃描樣點數(shù)；時窗長度（ns）