地质雷达探测技术在检测海堤防护质量工作中应用

《地质雷达探测技术在检测海堤防护质量工作中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、地质雷达探测技术在检测海堤防护质量工作中应用　　摘要：详细介绍了惠州市大亚湾石化区D1、D2配套海堤地基采用了雷达探测过程与成果，说明了雷达探测在检测海堤防护质量系统工程中的可能性与有效性。关键字：地质雷达探测；海堤；检测中图分类号：F407.1文献标识码：A文章编号：1概况石化区D地块海堤位于广东省惠州市大亚湾区内，检测场地内的地貌单元属海湾潮间带。石化区D地块场平总占地面积约为112万平方米，包括原陆域区（D2地块，填土厚度约1.0m）、新回填区（D1地块北区，填土厚度约6.0m）、水塘I（淤泥厚度约7.4m）以及大亚湾西

2、区D地块海堤工程。大亚湾西区D地块海堤加宽加长及防护区域，该处采用抛石挤淤后再进行爆破方法进行处理，海堤全长1434.2m,宽约20m。2方法可行性分析地质雷达亦称探地雷达（GroundPentrating5Radar，简称GPR）是利用高频电磁波（106~109Hz）探测地下介质电性分布的一种地球物理探测方法。其原理是利用高频电磁波以宽频带短脉冲的形式，在地面通过发射天线（T）将信号传入地下，经地层界面或目的体反射后返回地面，再由接收天线（R）接收其电磁波反射信号，通过对电磁波反射信号的时频特征和振幅特征进行分析，便能了解到

3、地层或目的体的特征信息。当电磁波在地下介质中的传播速度已知时（通过对具体介质标定与已知资料的对比来确定），就可将测得的电磁波反射信号的时间值换算成反射体的深度值。其换算公式(1)为：(1)式中：t——电磁波反射信号的双程旅行时间；Z——探测目的体的埋深；X——天线距；V——电磁波在介质中的传播速度。当X相对于Z较小时有t=2Z/V，即Z=Vt/2。结合已知的资料及现场的实际情况，可对时间剖面中各电磁波反射波组进行地质解释，从而达到探测的目的。雷达工作示意图如图1据前期钻探资料揭示，石化区D5地块海堤原地表层淤泥厚度较大，空间分

4、布不均匀，其下层为粘土。后经抛填块石、爆破挤淤处理。场地经抛石挤淤处理后，形成上部为结实的块石层，其介质不均匀，雷达检测电磁波速度相应较高；下部为淤泥及粘土，其介质均匀，且呈饱和状态，电磁波透射率低。上下地层的这些物性差异为开展地质雷达检测工作提供了有利的前提条件。3方法技术与现场工作布置3·1方法技术采用PulseEKKO100专业型地质雷达进行探测，由加拿大Sensors&SoftwareInc.（探头与软件公司）。(1)天线频率与移动方式:鉴于精度及深度的要求，通过现场试验，选用中心频率为100MHz的天线以连续扫描方式

5、工作。(2)增益设置:增益设置的原则是非目标体有一定强度的信号，目标体有足够强度信号。正式采集之前，先在测线上不同测几个点，以对整条测线的增益水平有一个大致的了解，采用人工分时段设置增益来保证目标体具较强信号且不致溢出。(3)记录长度(时窗):根据目标体的大致深度与电磁波在土质介质中的经验速度所计算反射波的双程旅行时间的1·3~1·5倍来作为记录时窗长度，以保证目标体异常完整，本次雷达探测时间窗口为500ns，测点距为0.2m。3·2工作布置本次检测区段为K0-158.8～K0+220，其地质雷达测线每条长度为15m，间距为5

6、0m，共8条。其中K0-050~K0-1505共3条线为后期补测测线。4资料处理及成果解释4.1地质雷达数据处理地质雷达数据处理流程如下：调零→点平均→道平均→选择增益→时深转换→解释成图。其中，时深转换是探地雷达数据处理的一个重要环节，经时深转换后的探地雷达时间剖面即可用于解释。2、地质雷达检测结果解释通过对地质雷达资料的处理、分析，地质雷达检测结果显示，场地受检测线的填石厚度为6.36～15.28m，淤泥厚度为0.10～0.91m。图2为测线K0-15实测地质雷达信号。地质雷达时间剖面图上显示，上部的电磁反射波强度大，可见

7、多组振幅大的电磁反射波组，反映为块石层的波形特征，厚度为6.94～14.03m；下部的电磁反射波强度微弱，无杂乱的波形，反映为粘土的波形特征。图2K0-15实测地质雷达信号地质雷达检测结果表5结论5通过这次实测，可以得知采用地质雷达探测技术探测淤泥厚度及抛填石料是一个非常有效的方法，并有以下优点：1）准确性高，通过地质雷达自动检层软件，可实现高精度分层，分辨率优于1cm；2）使用方便，雷达系统占地面积少，重量较轻，可随意在海堤上操作使用；3）耗时少，雷达系统具有很高的扫描频率，可达220次/秒；4）地质雷达技术具有高速的数据传

8、输和归档保存能力。地质雷达检测技术用于探测海堤淤泥厚度及抛填石料，目前处于起步阶段，还需进一步研究。由于淤泥的物理性质可分为若干层，当需要细分不同淤泥层时就比较困难，此时需要结合标定测试数量进行测量。参考文献【1】王兴泰.工程与环境物探新技术.地质出版社.1996【2】莫撼，