地质雷达在工程勘察中应用探究

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1、地质雷达在工程勘察中应用探究摘要：本文作者结合多年来的工作经验，对地质雷达在工程勘察中的应用进行了研究，具有一定的参考意义。关键词：地质雷达；工程勘察；应用中图分类号：F407.1文献标识码：A文章编号：引言地质雷达方法是一种用于确定地下介质分布的广谱(1MHz一IGHz)电磁技术。地质雷达利用一个天线发射高频宽频带电磁波，另一个天线接收来自地下介质界面的反射波。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质及几何形态而变化。因此，根据接收波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度和波形资料，可推断介质的结构构造情况。近年来，随着我

2、国建筑事业的蓬勃发展，大量的建筑工程拔地而起，加快了我国社会主义现代化的进程，提高了人民的生活质量。然而由于各种原因，一些工程在规划、设计、施工和管理运行中，没有完全按照设计施工，存在不同程度的病害与隐患；另外有的工程建筑己经投入运行达半个多世纪，却仍然还在带病运行。因此，重大工程事故时有发生，严重危及着人民群众的生命安全，尤其以水工堤坝、道路档墙、大型建筑物等。一旦发生灾害必将给国家和人民的生命财产安全造成严重损失，由于地质雷达在工程勘察中得天独厚的优势，因此研究地质雷达在工程勘察中的应用，利用地质雷达技术尽快查清建设工程的质量安全隐患具有非常

3、高的实际应用价值。地质雷达技术是一项新兴的无损检测技术，与目前各种检测技术相比较，它具有以下几个优势:①适用范围广。探测深度范围大（几厘米到十几米），可用于各种场地条件;②探测精度高。使用高频率（IGHz以上）的天线时，探测精度可达数厘米;③检测效率高。检测面积大，检测速度快，所需操作人员少。随着我国基建工程的蓬勃发展和对工程建设质量管理力度的不断加大，地质雷达无损检测技术必将在工程勘察领域发挥重大的作用，具有重要的实际应用价值和长期的社会效益。1•地质雷达在工程勘察中的应用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质及几

4、何形态而变化，地质雷达正是根据电磁波在介质中传播的这个特征来工作的。地质雷达可根据电磁波的变化差异，反映出被探测介质体的赋存形态、尺寸大小以及各介质体间的界面。另外，电磁波在不同介质中传播的速度也有差异，不同介质对电磁波的吸收和反射能力也存在差异。本文正是针对不同介质层在地质雷达中呈现不同图像这一特征，开展地质雷达在工程勘察中的高精度探测影响因素的模拟实验研究，揭示介电常数和其探测深度得的变化规律，从而达到利用地质雷达对目的物实现高精度探测的目的。1.1探底雷达在挡墙探测中的应用随着我国西部大开发进程的加快，我国铁路建设重点正转向西部，特别是西部

5、山区铁路建设中，除桥涵多之外，最大特点是路基的支挡工程多，长挡墙、高档墙、连续挡墙在路基工程中占了很大比例。挡墙是否稳定直接关系到线路运行安全。挡墙的稳定除受设计方法、墙型选择、墙后填料的影响外，滋工质量是影响挡墙的主要因素。例如，2006年6月，由中铁某局承建的挡墙发生了浆砌片石下挡墙由于挡墙使用时间过长，后墙被流水冲刷出现空洞而坍塌，险些造成列车重大颠覆事故，断道若干小时。影响挡墙质量的因素较多，女口：石料、砂浆、施工工艺和后期养护等。因此，在加强施工管理和施工监理基础上，必要的挡墙质量检测是控制挡墙质量的关键。目前，路基挡墙检验的较常用的传

6、统方法，多是开孔或开槽取样验证，这种方法不仅效率低、代表性差，而且破坏了墙体的整体性，也无量化的指标。无论是混凝土挡墙，还是浆砌片石挡墙，均可视为一个整体结构。因此，只要能够建立构造挡墙的材料强度与波速的相关关系以及墙壁体波速的变化，就能有效地通过原位测试挡墙的强度。由于浆砌片石挡墙或片石混凝土挡墙可视为由水泥浆和片石复合而成的两相复合体系。当墙体的组成材料、施工工艺、内部质量、砂浆标号符合要求时，波在其中的传播速度、首波的幅度合接收信号的频率等参数的测量值应该相对较高。如果某部分墙体存在空洞、不密实或裂隙，便破坏了墙体的整体性，其中空气所占的体

7、积比例相应增大，而空气的波阻抗率远小于水泥砂浆和岩石的波阻抗率，脉冲波在墙中的“固一气”界面传播时几乎产生全反射，应力波的能量将被衰减，只有一部分地震波绕过空洞或其他缺陷区，才能传到接收换能器，于是与无缺陷墙体相比较，波速降低，波幅和频率值减少。因此，根据同一条件下墙体的波速、波幅或频率的相对比较，可以判定墙体的强度及缺陷情况。1.2地质雷达在道路探测中的应用我国在上世纪90年代初兴建的高等级公路多是水泥路面，其面、基层都出现了大面积破损和脱空，已难以满足飞速发展的经济对公路交通的需求；另外，沥青路面具有行车舒适性和维护简单的优点，这也是水泥路面

8、难以比拟的。为此，早期兴建的高等级公路兴起一股"刷黑”热潮，由此带来一系列常规方法难以解决的问题：一是如何评价原有水泥板的破损程度和板下