地质雷达在钢筋混凝土无损检测中应用探究

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1、地质雷达在钢筋混凝土无损检测中应用探究摘要：随着社会需求的发展各种建筑体系越来越复杂，对工程质量的要求参数也越来越多，越来越严格。无损检测，尤其是地质雷达以其高效、精确的检测方式深受行业内的认可。但每种仪器的应用必有其特定的工作范围，受着各种干扰因素的影响。雷达并不能像人体CT一样做到建筑结构的完整透析。文中介绍了探地雷达原理及其在水利、建筑工程质量检测中的应用及典型的工程实例.并提出在工程检测中应注意的问题及解决办法。关键词：地质雷达混凝土无损检测应用中图分类号：TU375文献标识码：A引言雷达无损检测方法是近几年才普及的一种新的检测方法。这一方法是向被检测物体发射高频电磁波，通

2、过电磁波反射或透射物体内部的异常和界面进行成像。钢筋混凝土检测雷达多采用1GHz及以上的电磁波，可探测结构及构件混凝土中钢筋的位置、保护层的厚度以及孔洞、酥松层、裂缝等缺陷。它首先向混凝土发射电磁波，当遇到电磁性质不同的缺陷或钢筋时，将产生反射电磁波，接收此反射电磁波可得到一波形图，据此波形图可得知混凝土内部缺陷的状况及钢筋的位置等。雷达法主要是根据混凝土内部介质之间电磁性质的差异来工作的，差异越大，反射波信号越强。雷达法检测混凝土其探测深度较浅，一般为20cm以内，探地雷达使用较低频率电磁波，探测深度可稍大些。这在钢筋混凝土方面，主要应用与钢筋混凝土的保护层厚度、钢筋间距以及钢筋

3、内部缺陷等。1、基本原理探地雷达采用高频无线电波来确定介质内部物质分布规律。探地雷达的探测系统包括发射天线和接收天线，以及控制收发和数据存储的控制系统。由于天线的频带范围的控制，一般不同的天线具有不同的频率范围，也控制着探测目标的探测深度和分辨率。探地雷达采用较低频率和较窄带宽电磁波进行探测，获得的探测深度较大，分辨率相对较低；反之，探地雷达采用较高频率和宽带频率范围电磁波探测，探测深度浅，但能获得相对较高的分辨率。2、试验研究2.1雷达在钢筋内部缺陷类的无损检测2.1.1在钢筋混凝土内部缺陷中，一般选择频率较高的发射天线。高频率天线探测精度高，但穿透能力差。钢筋混凝土内部必然存在

4、密集钢筋，在天线发射高频电磁波进入被测目标体时，良导体钢筋内部势必在外部强磁场影响下产生内部电子流动，内部电子流动又势必产生外在磁场。天线发射的高频电波在传播过程中遇到良导体产生的外在磁场很容易被屏蔽发射回来，只有少量电磁波穿透磁场薄弱区进入深层检测面。因此，在有密集良导体的目标体中，雷达很难有效发挥其优势。2.1.2X程案例潔河某工民建筑工地地下人防工程，因工程需要委托我公司对钢筋混凝土均匀密实性及钢筋数量进行检测。设计图纸上，钢筋水平间距为20cm,在3cm、6cm位置垂直竖向布置直径16mm、25mm的钢筋。图一：潔河某工民建筑工地地下人防工程检测图像本次采用美国劳累公司生产

5、的SIR-20系列的探地雷达进行检测。天线发射频率为2600MHz,介电常数设置为8.0,增益调节为自动，发射功率为25MHz,增益点数为2o后期处理分析，滤波参数高通为100MHz,低通为5200MHz,增益值为4O如图一所示：红色实心圆为钢筋反射显现。在磁场叠加区，由于二层钢筋的磁场叠加，一层钢筋并未完全显现出来。在磁场叠加区右侧，二层钢筋磁场叠加不明显的，一层钢筋显现比较完整。在竖向一层钢筋水平间距20cm的叠加薄弱区，二层钢筋显现明显。因此，在日常检测工作中，类似这种密集钢筋的混凝土，必然存在磁场的叠加干扰，必然影响我们的目标体探查。2.1.3有效规避强磁场的方法探地雷达采

6、用高频电磁波进行探测，在高导介质中传播有较大的衰减，限制雷达的穿透能力。而对于电磁脉冲，不同频率成分的衰减程度不同，高频成分衰减较严重，而低频成分衰减较少，探测中会降低探测的分辨率。这是探地雷达在此类环境应用中的的一个主要局限性。因此，在良导体密集的目标体探查检测中，在满足探测精度的要求下，我们需要尽量降低天线的频率，增大天线的发射功率。某水利工地渡槽混凝土建筑物因工程需要，委托我公司对其建筑物钢筋数量及间距进行检测。第一层钢筋水平间距为20cm,直径为18mm第二层钢筋水平间距为15cm,直径为25mm。图二：某水利工地渡槽混凝土建筑物检测图像本次采用美国劳累公司生产的SIR-2

7、0系列的探地雷达进行检测。天线发射频率为2600MHz,介电常数设置为8.0,增益调节为自动，发射功率为125MHz,增益点数为3。后期处理分析，滤波参数高通为100MHz,低通为5200MHz,增益值为4O如图所示：红色实心圆为钢筋在雷达图像上的显现。在调节了天线发射功率，增加了增益点数之后，其余各项参数设置不变，雷达图上二层钢筋显现明显而清晰。因此，在存在密集高导介质中进行检测，我们需尽量规避磁场叠加干扰，降低天线频率或者增大发射功率，弥补高频衰减。3、结语雷达检