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1、浅谈地质雷达在铁路隧道无损检测中的应用 【摘要】随着科技的发展，地质雷达技术进一步成型，在铁路隧道无损检测中有了较多的应用。文章对地质雷达在铁路隧道无损检测中的应用进行分析，具有一定的借鉴意义。【关键词】地质雷达；铁路隧道；无损检测；应用中图分类号：U45文献标识码：A一、前言文章对地质雷达技术的工作原理进行了介绍，对地质雷达相关技术参数和数据进行了分析与解释，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对提高地质雷达检测精度的措施和铁路隧道病害预测和检测及注意事项进行了探讨。二、地质雷达技术的工作原理自上世纪70年代开始至今，地质雷达（Gro
2、undPenetratingRadar,简称GPR）作为一种无损检测技术(Non-DestructiveDetection)，应用在铁路工程中的各个领域，主要解决场地勘查、隧道工程质量检测、铁路病害诊断等问题。8地质雷达技术是一种对地下的或物体内不可见的部分进行定位的电磁技术。工作原理为:利用超高频(106～109Hz)电磁波以宽频带脉冲形式,通过发射天线定向送入地下或工程实体内,经存在电性差异的地下地层或目标体反射后返回地面,由接收天线接收。高频电磁波在介质中传播时,其路径电磁场强度与波形将随所通过介质的电性特征及几何形态而变化。电磁波在有耗介
3、质中传播时,遇到地下介质不均匀、介电常数有差异时便会发生反射,其发射系数由介电常数决定。故通过对时域波形的采集、处理和分析,可确定地下界面或构造物的空间位置及结构。地质雷达探测深度范围和分辨率与所使用的天线频率有关。不同的地质结构或不同的工程实体需要不同的天线频率。三、地质雷达相关技术参数分析以及数据采集分析1.相关技术参数浅析某试验工程在进行质量检测的过程中，其所使用的地质雷达类型为意大利生产的RISDADMCHFW雷达系统，其双通道主机的主要特点如下：(1)可自动设置增益,简化了操作过程,提高了成像效果,降低了误差。增益设置关系到数据采集的效
4、果,因此,手工设置增益对操作者要求比较高,他必须了解介质的地电特性,并通过反复设置,寻求最佳的增益参数。RIS-K2型探地雷达的采集软件,增加了自动设置增益的功能,操作者只需在现场拖动天线,软件就会根据实际采集的数据自动设置增益,不仅降低了对操作者的要求,8而且设置的增益更加符合周围介质的地电特性,减少了误差。(2)数据采集比较方便,成图和处理快速直观,探测分辨率有了很大提高。RIS-K2型探地雷达自带数据处理软件,现场采集现场处理,而且图像十分直观,方便了野外的实地操作。除此之外,RIS-K2型探地雷达还配备了后处理软件,当地质条件较差,现场难
5、于判断时,也可将原始记录保存下来,再用后处理软件进行处理和分析。(3)测距轮的使用,使得现场操作更加方便、准确。RIS-K2型探地雷达使用了测距轮,自动记录测线的坐标,简化了探测过程。2.数据采集浅析在某试验工程进行的过程中，我们按照隧道相关的质量检测规范以及标准，顺延这隧道内部的左右弓腰部分以及边墙部分进行5条测试轴线的布置，具体的布置示意图按照下图1中所示，在进行实际的操作过程中，在车上便将地质雷达的主机进行安装，并且由相关工作人员持天线送到固定的测试位置，在进行实际的采集过程中高的时候，挖掘机以及车，或者是操作人员以及车必须保持匀速缓慢前进
6、的状态，以方面对数据进行采集。8在以混凝土作为测试例子进行估算的时候，其相应的相对介质参数为6.4，并且在其中其电磁波有效的传播速度保持为0.120m/ns，并且其衬砌厚度最大值则是保持在1.101m左右，并且可以根据相关的公式对时窗值进行计算。在进行外设天线的选择过程中，选择双置类型的天线（规格：900mhz）；在进行数据采集方式的确定过程中，选择线测的方式进行，对于一些异常的区域，通过点测或者补测的方式进行，在进行增益方式的选择过程中，一般情况下选择5点进行自动增益。3.地质雷达数据处理与解释探测的雷达图形常以脉冲反射波的波形形式记录。由于地
7、下介质相当于一个复杂滤波器，介质对波不同程度的吸收以及介质的不均匀性，使得脉冲到达接收天线时，波幅减小，波形变得与原始发射波形有较大的差异；另外，不同程度的各种随机噪声和干扰，也影响实测数据。因此，必须对接收信号实施适当的处理，以提高数据的信噪比，为进一步解释提供清晰可辨的图像。图像处理包括消除随机噪声压制干扰，进行自动时变增益或控制增益以补偿介质吸收和抑制杂波，进行带通滤波处理除去高频、低频信号，突出目标体。降低背景噪声和余振影响。对数据文件进行了预处理、增益调整、滤波和成图等方法的处理。最终得到各测线的成果图，并据此进行探测对象的地质判释。4
8、.误差分析8在地质雷达法检测铁路隧道中是存在一定误差的，所以分析误差的来源避免误差、减少误差是非常有必要的。地质雷达法检测能否达到相关规
