地质雷达在高速公路病害检测中的分析与研究.doc

地质雷达在高速公路病害检测中的应用分析与研究 董荣伟1 周立军1 (1浙江省工程物探勘察院 310005 ) 摘要：本文扼要介绍了地质雷达方法的理论；详细介绍了地质雷达在高速公路病害检测中的应用，重点分析了桥头搭板倾斜这种地质灾害形成的原因，对桥头位置的剖面图进行了详细的分析，建立测区的地质—地球物理模型，同时表明地质雷达具有良好的实用性。最后展望了地质雷达的发展前景。 关键词：地质雷达 无损探测 实例分析 Ground-Penetrating Radar on The Highway Disease Detection of Research and Analysis Abstract : This paper briefly ground-penetrating radar method of theory; Details of the geological radar detection of disease on the expressway, the application Analysis focused on the tilt slab of geological disasters such reasons, Qiaotou right location profiles carried out a detailed analysis, measurement of a geological - geophysical model It also demonstrates the GPR is a good practical. Finally, the prospect of geological prospects for the development of radar. Key words : Ground-Penetrating Radar Detection Without Damage Case Analysis 一、地质雷达发展状况 地质雷达，全称地质勘探雷达系统（Ground Penetrating Radar）(GPR)。它是通过向所探测地面下方发射高频电磁波束、并接受来自地下的介质界面的反射波来探测地下介质分布的地球物理勘探设备[1]。其历史可追溯到20世纪初，1904年德国人Hülsmeyer首次将电磁波信号应用于地下金属体的探测。1910年，Leimback和Lowy以专利形式提出将雷达原理用于探地，并正式提出了探地雷达的概念。我国自20世纪90年代引进探地雷达系统，开展在道路、隧道、堤坝、灾害地质调查等方面的应用研究工作,已取得了良好的社会效益和经济效益[2]。之后，随着计算机以及微电子的飞速发展，探地雷达无论是在仪器设备还是数据处理方面都取得了进一步的提高，该方法以其非破坏性探测、抗干扰性强、分辨率高、操作方便[3]等优势,在较短的时间内被迅速推广应用于国内外公路质量检测中。 二、地质雷达检测的基本原理 地质雷达是利用高频电磁波（主频为数十兆赫至数百兆赫）以宽频带短脉冲形式，由地面通过天线T送入地下，经地下地层或目的体反射后返回地面，为另一天线R所接收（图），脉冲波旅行时：，当地下介质中的波速v为已知时，可以根据测到的精确时间t值，由上式求出反射体的深度。电磁波在介质中传播时，其电磁波强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化。因此，根据接收到波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度与波形资料，可推断介质的结构。雷达图形常以脉冲反射波的波形形式记录，波形的正负峰分别以黑、白表示，或者以灰度或彩色表示。这样同相轴以等灰度、等色线即可形象地表征出地下反射面。图为波形记录的示意图，图上对照一个简单的地质模型，画出了波形的记录，在波形记录图上各测点均以测线的铅垂方向记录波形，构成雷达时间剖面。 图一 探地雷达原理图 图二 雷达波形记录示意图 地质雷达探测技术具有高、成果解释可靠、应用范围广泛、操作简便和自动化程度高的优点对浅层地质调查，有着非常广泛的应用前景，如探测采空区、基岩面、覆盖层厚度、伏断层、破碎带、古溶洞，以及地下掩埋物(管道、电缆、金属目标等)管道沟涵洞等，对于坝基地质调查，地下水位的测定，各种环境地质调查，如污染物及管道泄漏范围的测定，浅部裂缝调查，以及考古调查等都很适用横向测量方向 1 2 3 4 5 6 2m 2m 1m 1m 2m G 1m