探地雷达在堤坝隐患检测中的应用

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1、第27卷第1期安徽地质Vl01．27NO．120l7年3月GeologyofAnhuiMarch20I7文童编号：1005—6157(2017)01一O39—3探地雷达在堤坝隐患检测中的应用徐洪苗，林宾，胡俊杰(安徽省地质矿产勘查局327地质队，安徽合肥2300l】)摘要：堤坝疏松是水利工程中常见的一种工程灾害，它对堤坝安全带来了极大的安全隐患而探地雷达法具有无损、高效、精准的特点，因此越来越多的被应用于堤坝安全检测中。本文在介绍探地雷达的基本原理上，结合实测地质雷达图像，并通过现场静探验证，分析并指出堤坝疏松区域在地质雷达图像中的异常特征，为堤坝防护治理设计提供可靠的依据。关

2、键词：探地雷达法；堤坝检测；渗漏隐患中图分类号：P4l2．25；P642文献标志码：A0弓I言处理和信号增强，并且可连续透视土质堤坝由于江水长期浸泡和扫描，现场实时显示二维黑白或彩潮水冲刷等特殊的水文环境下，造色图像。将探地雷达应用于堤坝安成坝体内产生空洞、裂隙、疏松等全检测不仅高效、精准、无损，又安全隐患⋯。传统方法采用钻探的能省时省力省费，并能取得良好的方法检测堤坝内部情况，并进行灌效果。浆处理。由于钻探方法对坝体具有1探地雷达法工作原理I探地霄达]作不恿Fig．1、)Iorkingsketchofgroundpeneh’aling二次破坏作用，并且该方法低效、雷达系统利用

3、天线向地下发射radar高成本，并且对疏松区域无法准确宽频带高频电磁波p】，电磁波信号式(1)巾：z一勘查目标体的埋圈定范，检测效果往往并不理在介质内部传播时遇到介电差异较深；一发射、接收天线的距离想，从而对治理]程设计造成了一大的介质界面时，就会发生反射、(式中Z>X，故X可忽略)；v一电定的难度。面对这些挑战，在保护透射和折射。两种介质的介电常数磁波在介质巾的传播速度。坝体安全的基{i}f{上，同时又能进行差异越大，反射的电磁波能量也越v=≈(2)高效检测的地面探地雷达法被越来大；反射回的电磁波被与发射天线越多的应用于堤坝安全检测。同步移动的接收天线接收后，南雷电磁波的传播

4、速度：探地雷达法(GPR)是近年来达主机精确记录下反射回的电磁波式(2)巾：c一电磁波在真卒中一种新兴的地下探测与混凝土建筑的运动特征，再通过信号技术处的传播速度(0．29979m／ns)；6"I-物无损检测的新技术，岜是利用宽理，形成全断面的扫捕图，T程技介质的相对介电常数，一介质的频带高频电磁波信号探测介质结构术人员通过对雷达图像的判读，判相对磁导率(一股，二1)。位置和分布的非破坏性探测仪器，断H{地下目标物的实际结构情况。电磁波的反射系数：是目前国内外川于测量混凝土内部探地雷达丁作原理见I。缺陷最先进、最便捷的仪器之一，电磁波的双程旅行时间：(√：+√f)等(√￡+等√

5、￡·)c3天线屏蔽抗干扰性强，探测范围f=√=≈2z／v(¨式广，分辨率高，能够实时进行数据(3)中：，．界面电磁波反射系收稿日期：2016—12-06作者简介：徐洪曲(1q73一)．男，安徽怀宁人，r程师，主要从事I程地球物婵勋1：作。40安徽地质2017年数；s一第一层介质的相对介电常日的，本T程物探测线主要沿海堤走向布设，共布设4条纵向探测剖数；C2一第二层介质的相对介电常数探地雷达记录时间与勘查深度之问关系：11z=v．．z=一2vf=一2·—√：E=·t(《一4))r式(4)中：z一勘查目标体的深度；卜一雷达记录时问。2探地雷达工作装置及方法技术探地雷达法装置包括主机

6、、数模转换器、发射／接收天线、显示器，其中发射／接收天线又分为高频天线、超强地面耦合天线、屏蔽／非罔2物探削面布置示意图Fig．2GeophysicalsllrveyprofilealTangement屏蔽天线。此次堤坝安全检测采用的是250MHz屏蔽天线，该天线具面，L1～L4。详图2。征进行归纳、描述，同时结合地质有抗干扰性强，分辨率高并且理论3．4异常特征解释及地质雷达资料对异常进行分析、最大勘查深度达到5～l0m，基本满从本次r作所获得的物探资料推断，整个测区异常类型主要分为足堤坝检测要求。得知，T作区段上部为块石砌筑，以下四种：严重疏松区段、一般疏3探地雷达在堤坝检测

7、中的应用中部为碎石层，下部为袋砂阶梯状松区段、浅部空隙区段、正常区上海市某地促淤圈嗣过程中，堆砌结构。根据以往探测经验电磁段。各区段具体解释如下：其北段出现灌砌块石大方脚损坏、波在本区传播速度取0．1m／ns，将电3．4．1严重疏松区段异常特征及解释下坡干砌块石下沉、栅栏板：晷：空、磁波走时(左纵轴)转化为探测深根据Ll测线0+240～0+310地扭工块体下沉等丁程问题，需查明度(右纵轴)。对每条剖面异常特质雷达成果图4可以看出，在水平场区内疏松渗漏情况及空间分布状态，为后期的治理提供科学依