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1、地质雷达探测水平分辨率及最大有效深度试验研究ScienceandTechnologylnnovationHerald工程技术地质雷达探测水平分辨率及最大有效深度试验研究王兴舟(吉林省交通基本建设质量监督站吉林长春130021)摘要:地质雷达在建筑铁路，公路，水利，市政建设等领域得到广泛应用，口前对地质雷达分辨率及探测最大有效探测深度认知不足•木文通过模型试验地,对地质雷达的分辨率和最大有效探测深度等进行了研究论述.关键词:地质雷达水平分辨率最大有效深度中图分类号:P63文献标识码:A文章编号:1674-098x(2olo)10(c)—o084-ol地质雷达(Grou
2、ndPenetratingRadar,GPR)探测技术是一种无损检测重要手段之，并得到广泛的应用地质雷达具有探测速度快，无损坏等特点，使其在建筑，铁路，公路，水利，市政建设等领域得到广泛应用•目前地质雷达在公路工程中主要应用在隧道地质超前预报，沥青路面厚度检测，水泥混凝土路面厚度检测,桥面板厚度检测，隧道衬砌厚度检测，及碗缺陷如脱空，裂缝，混凝土离析等,英至钢筋混凝土屮钢筋数量等检测，很多资料关于其探测原理介绍比较详尽，这里不再赘述.在实际工程检测屮使用的是美国GSSI公司生产的地质雷达,进行了大量的实践检测和数据分析整理及有损检测验证，为研究目前工程无损检测最为常
3、用中心频率为400MHz和900MHz地质雷达天线的水平分辨率和最大探测深度,笔者分别设计了几个水泥確模型，进行了多次检测研究.1工程实测模型的建立与应用1.1设备及采集参数模型试验的过程中采用了美国GSSI公司生产的SIR20型路用地质雷达系统.中心频率为400MHz和900MHz的拖动天线.采集参数:400MHz天线的时窗为50ns,900MHz天线的时窗为15ns,每扫描样点数为512个.采集步长测试了lmm/Scan,2ram/Scan,5ram/Scan.测线的布置:鉴于本模型试验的B的和实际条件，测线布置在模型的水平中心线上.12水平分辨率室外模型试验研
4、究i.2.1模型1设计模型1用C30商品混凝土在室外浇筑，尺寸100cmx67cmx39cm（长，宽，高,下同），模型中埋设5根直径30ram的PVC塑料管,1号钢筋距模型边23cm,埋15号钢筋水平间距12.5cm,埋深间距分别为12,16,21,26,31.5,目的是为了测试采用400M,900MHz天线地质雷达的水平分辨率，即在定的深度上雷达信号能分辨出的两个异常体的最小水平间距•实际测试过程屮PVC塑料管用以模拟混凝土中的空洞;在塑料管中注水用于模拟试件中的充水空洞;塑料管中插入钢筋用于模拟钢筋混凝土.122模型1探测结果通过对模型的多次测试发现用400M天
5、线和900MHz天线采集的数据和图像重复性较好•采用400M天线，无论塑料管插如钢筋还是注水,都无法清晰的分辨出模型中埋深的塑料管的信号，在埋设塑料管的位置上雷达信号出现了一个连续的同相轴，无法分辨单个的异常信号,这意味着该模型的设计对40OM天线*讲是不合适的，400M天线在目标体埋深12〜31.5cms时的水平分辨率大于12.5cm.对于900MHz天线就可以清晰的分辨岀模型中分布的5根钢筋的水平位置及其深度，通过滤波处理后其分辨率更加清晰，说明900M天线目标体埋深12〜31.5cnls时水平分辨率小于12.5cnv但是对于塑料管屮没插入钢筋或注水图像不易分辨
6、，这也意味着地质雷达对空洞或充水空洞的探测难度相对来讲要大于对或钢筋的探测•改变插入钢筋的直径，图像差别不大,意味着无法定量探测钢筋的直径.1.2.3模型2设计为进一步测试用400M,900MHz天线时水平分辨率，设计了模型2,模型采用c30商品混凝土浇筑，尺寸111x67X30cm,在混凝土深度15cm左右处埋设直径1.5cm3.0cm的PVC塑料管，间距分别为3,4,4.2,5.5,6.5,7.5,&&9.5,10.5,11.5,12.5,直径分别为中15,中15,中15,L5,中15,中15,15,中15,中20,中30,中30,同样实际测试过程中PVC塑料管
7、用以模拟混凝土中的空洞;在塑料管中注水用于模拟试件中的充水空洞;塑料管中插入钢筋用于模拟钢筋混凝土.124模型2探测结果通过对模型的多次测试发现用400M天线和900MHz天线采集的数据和图像同样重复性较好•用400M天线无法清晰的分辨出模型中的塑料管或塑料管中注水后及塑料管屮插入钢筋的信号，在埋设塑料管的位置上雷达信号岀现了一个连续的同相轴，无法分辨单个的异常信号，同样说明对400M天线来讲，其水平分辨率大于12.5cm,也就是说，当两个异常体的间隔小于12.5cm时,从雷达图像上无法分辨开这两个异常.用400M天线时无法清晰的分辨出模型中的塑料管或塑料管中注
