探地雷达法在调查地下空洞中的应用研究

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1、2016年02月第O2期城市道桥与防洪相关专业191探地雷达法在调查地下空洞中的应用研究丁肇伟(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海市200092)摘要：探地雷达是利用介质问的电导率、介电常数等电性差异分界面对高频电磁波(主频为数十兆赫至数百兆赫)的反射来探测地下目标的。地下空洞探查一直是工程界的难点，如何进行高效、大面积、非破损的探查，是许多单位都一直在努力加以解决的问题。随着电子技术的发展，探地雷达作为一种应用范围广、稳定性高的仪器，逐渐得到重视，它的应用领域的拓展，也是各引进该仪器的单位一直在努力的方向。针对高水位地区的介质场，如果能研究出一种比较可靠，能够大面

2、积普查的空洞调查技术，将会对提高核心竞争力和扩大市场份额起到积极的作用。关键词：探地雷达；地下空洞；高水位介质场中图分类号：P21文献标志码：A文章编号：1009—7716(2016)02—0191-05与发射的电磁波频率有关，使其穿透深度有限，但1研究背景和意义1分辨率很高，可达0．05m以内。早期，探地雷达只1．1研究背景能探测几米内的目标体，应用范围比较狭窄，目前探地雷达(GroundPenetratingRadar，简称根据报道，在陆地上探地雷达探测深度最大可达GPR)与探空雷达技术相似，是利用宽带高频时域100m，已经成为水文和工程地质勘察中最有效的电磁脉冲波的反射探

3、测目标体，只是频率相对较地球物理方法之一。低，主要用于解决地质问题，又称“地质雷达”。探地雷达因具有分辨率高，成果解释可靠的将雷达技术用于探地，早在20世纪初就已经特点。在浅地层地质勘探中，取得了广泛的应用提出，在随后的60年中该方法多限于对波能吸收(Mellette，1995)。如探测覆盖层厚度、基岩面起较弱的盐、冰等介质中。直到20世纪7O年代以伏(Davis，1989；李张明等，1997；周德存，2006)，后，探地雷达才得到迅速推广应用(工程地球物理查找潜伏断层、破碎带(Beres，1991)、古溶洞、管专业委员会，2001；王百荣等，2001)。道沟、涵洞以及地下掩埋

4、体等(王俊茹等，2002)；我国探地雷达仪器的研制始于2O世纪70年在工程探测中使用探地雷达可以进行高速公路代初期，由多家高校和研究机构进行仪器研制和(Hugenschmidt，1998；杨天春，2003)、机场道路等野外试验工作。但是由于种种原因，研究成果在实质量的无损检测(薛建等，1997；张河水等，1998；际工程中的应用效果一直未能得到广泛认可。目李修忠等，1999；潘卫育等2004)，进行隧道地质前，国内使用的探地雷达仪器多是引进的，能够提超前预报(巨浪，2005；薛云峰等，2006)、检测隧道供商用探地雷达技术的有美国、加拿大、瑞典、俄衬砌质量(周黎明等，2003；

5、梁缄鑫，2005；张峰，罗斯等国家(李大心，1994)。2006)、探测建筑物地下边坡孤石(王俊茹等，近年来，随着工程建设的飞速发展和探地雷2002)、机场地下古墓等不良地质体分布、探测水达技术的逐步成熟，雷达探测技术逐渐在军事、地库坝体结构层(李宜忠等，2006)及结构层材料老质、水利、交通、城建等部门得到了广泛应用。化变质(Robert。1998)、检测灌浆质量及混凝土厚探地雷达是由地面的发射天线将电磁波送入度(温佩琳，1997；魏超，2004)、探测地下管道等等地下，经地下目标体反射被地面接收天线所接收，(茹瑞典，1996)；使用探地雷达调查滑坡体及滑坡通过分析接收到电磁

6、波的时频、振幅特性，可以评面、评估崩塌、滑坡及地面沉降等地质灾害调查价地质体的展布形态和性质。由于雷达穿透深度(邓世坤，1993)。随着探地雷达探测技术的不断发展和进步，收稿日期：2015—11-30其应用领域正在不断地扩展。国外探地雷达探测作者简介：丁肇伟(1983一)，男，河南洛阳人，工程师，从事工程技术已经在高精度探测、三维探测、超深度探测技物探工作。192相关专业城市道桥与防洪2016年O2月第02期术方面取得了长足的进步。尤其是探地雷达用于为此，研究小组拟从路基、箱涵底部出现的的工程质量定量精度检测方面取得了进展，已纳入疏松、空洞探测出发，研究高水位软土地区探地雷许多

7、西方国家的质检标准体系中，相应的硬件设达法的适用性。备和数据处理软件系统也已经研发成功，部分中2研究内容、方法原理高端产品也已经销售到中国。由于探地雷达探测技术具有的高精度数据采2．1研究内容集、可视化成像技术和原位快速解译等优点，该项(1)探地雷达现有性能研究；探测技术已经纳入国家公路路基检测、管道探测(2)探地雷达对因各种原因造成的路面、箱涵等行业的质检标准规范体系。多年来，地球物理学底部疏松、空洞等情况的探测研究；家致力于探地雷达探测技术方法对工程建设项目(3)实际测试图像处理分析；的