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三维探地雷达图谱识别技术在城市道路
塌陷隐患检测中的应用
摘要：城市地下病害体诱发的塌陷事故频繁发生，造成巨大的经济损失和不
良社会影响。地下病害体具有隐蔽性、突发性、难以提前预测等特点，为了提前
发现、及时处置地下病害体，传统的路面结构病害检测属于破损性检测，耗费人
力多、周期长、恢复交通慢。本文应用三维雷达在检测路段的检测结果，分析三
维雷达检测图谱中特征波形对应的病害类型，发现探地雷达方法对道路浅层隐蔽
性病害体识别应用效果好，为相关部门制定针对性的处理措施提供依据和城市道
路安全运行提供有力支撑。
1探测方法技术
地质雷达（GPR）是通过发射天线向探测体内发射电磁波，利用接收天线接
收来自目标体界面的反射波（图1）。根据电磁波传播理论，电磁波在穿过层状
介质时，遇到上下不同介质层，电磁波产生折射与反射，由接收天线接收介质反
射的回波信息，经计算机对接收的信号及信息进行分析处理。电磁波在介质传播
过程中，其传播速度V主要是由介质的介电常数决定，当碰到与周围介电常数
不同的目标体边界时，将产生反射波，并由接收天线接收，从而达到探测目的。
图1探地雷达原理示意图
2数据处理、解译
为突出有效波，提高雷达记录的信噪比和分辨率，提供和显示记录中包含的
与地下目标体的位置、形态、结构和属性等有关的信息，通常采用的数据处理方
法有：去除直达波、时间滤波、背景去除、时间增益、通过对处理后的雷达数据
体进行针对性的切割，即可得到地下异常体或目标体的轮廓、位置等多种地下信
息，取得可靠的检测成果。
3地下病害体分类及地质雷达图谱特征
地下病害体主要有脱空、空洞、疏松体和富水体等类型，不同的地下病害在
地质雷达剖面上有不同的特征，具体图谱特征见表1。
表1地下病害体的地质雷达图谱特征
地下病振
波组形态相位与频谱
害体幅
顶部反射波与入
顶部形成连续的同向性反整
射波同向，底部反射
脱空射波组，表现为似平板状形态体振
波与入射波反向频率
多次波明显幅强
高于背景场
似球形空洞反射波组表现顶部反射波与入
整
为倒悬双曲线形态似方形空洞射波同向，底部反射
空洞体振
反射波表现为正向连续平板状波与入射波反向频率
幅强
形态绕射波明显、多次波明显高于背景场
顶部形成连续的同向性反整
疏顶部反射波与入
严
射波组
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