天线阵雷达在基坑开挖相邻影响鉴定检测中的应用研究

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1、万方数据82江苏建筑2009年第4期(总第128期)天线阵雷达在基坑开挖相邻影响鉴定检测中的应用研究刘忠诚1，王晓文2，杨放2，曹华2(1徐州市房屋安全鉴定管理处，江苏徐州221005；2南京工业大学吐木工程学院，江苏南京210009)【摘要】结合工程实例，介绍了天线阵雷达的结构组成及应用原理，并将其应用于基坑周边土体扰动情况的鉴定检测中。与现场开挖结果对比表明，雷达具有快速、准确定位地下土层病害的能力。是基坑病害快速检测的一种有效方法。【关键词]探地雷达；天线阵；基坑开挖；土体扰动【中图分类号-]TU413．62【文献标识码】B【文章编号]1005—6270(2009)04

2、—0082-02AStudyonDetectingDefectsduetoExcavationByGPRwithAntennaArrayLIUZhong-chen91WANGXiao—wen2YANGFaIl92CAOHua2(1．XuzhouIdentificationoftheHousingDepartmentSecurity，XuzhouJiangsu221005China；2．CollegeofCivilEngineering，NanjingUniversityofTechnology，N蛐jingJiangsu210009China)Abstract：Thecomp

3、ositionandprincipleofthegroundpenetratingradar(GPR)withantennaarraywaspre-sentedinthispaper．Thismethodwasusedtotestingsoildisturbancesurroundingfoundationpitconnectedwiththeengineeringexample．TheresultofdiggingonthespotandGPRwerecompared．whichshowGPRisahigh-efficiencytechniqueforfast-detect

4、foundationdiseasesduetofastandaccuratedetectingthepositionofundergroundsoildiseases．Keywords：groundpenetratingRadar(GPR)；antennaarray；excavation；soildisturbance0前言位置和结构特性等同。见图l。在城市基坑工程施工中，由于开挖引起的土体应力场1．2天线阵雷达变化，导致土体发生变形，过量的土体变形将对临近建(构)筑物和地下设施带来不利影响。由于开挖引起的土体扰动隐蔽性较强，危害程度大，一般的鉴定检测手段难以作出准确判断，由

5、此引发的民事纠纷屡见不鲜。探地雷达技术是一种新兴的浅层地球物理勘探方法．在工程检测中的应用日趋广泛，如测定土壤含水量【ll、探测地下管线嘲、公路路面厚度检测[41、隧道质量检测御等。普通单通道雷达只配备一对天线，探测的深度和精度都很有限。在某些特殊的场地，所形成的图像难以识别。而天线阵雷达在单通道雷达基础上，采用扩展主机接口。同时连接多个天线，一次采集多道数据的工作方式，可极大地提高探测的速度和精度。1雷达探测原理1．1单天线雷达雷达由主机、天线和输出设备等几部分组成。发射天线向结构体发射高频脉冲电磁波(1MHz一1GHz)，电磁波在结构体中传播，其传播路径、电磁场强度和波形

6、将随所通过介质的电性和几何形态的变化而变化。雷达主机将对此部分的反射波进行适时接收，对接收到的数据进行一系列处理后得到雷达图像，根据雷达图像可确定结构体分界面、空间天线阵雷达将相同频率或不同频率的天线以特定的方式排列起来．用特定的天线合成器(主机)组合到一起工作。与单天线雷达相比．天线阵雷达拥有更大的优势。天线阵雷达是所有天线同时工作。利用时间延迟器推迟各道的发射和接收时间．可形成一个叠加的雷达纪录，改善了系统的聚焦特性，见图2。数据采集方式一般分为收发同体和收发分置两种。收一V——一———、图1单通道雷达工作原理示意图【收稿日期12009-01-22【作者简介】刘忠诚，09

7、62-)，徐州市房屋安全鉴定管理赴，高级工程师。万方数据江苏建筑2009年第4期(总第128期)83匡怛由白自由扒W——，——、图2天线阵雷达工作原理示意图发同体采集方式(相当于单天线采集方式)是天线的发射端和接受端在同一个天线内部．天线间距相对较小。这种采集方式对与雷达扫描方向相垂直的结构体反应灵敏：收发分置采集方式则是天线的发射端和接收端在不同天线内部。天线间距相对较大。这种采集方式对与天线扫描方向有一定倾斜角度的结构体反应较好。天线频率越高，分辨率也越高，探测深度越浅；反之，天线频率越低，分辨率也