【浅谈探地雷达检测技术】探地雷达

【浅谈探地雷达检测技术】探地雷达

【摘要】在实际工作中，探地雷达作为新型的无损检测设备，具有携带方便、非破坏性、检测快速、精度高等特点，受到广大技术人员越来越多的关注，并且已经在路面厚度检测和隧道衬砌厚度检测中得到推广和应用。本文概要介绍了探地雷达检测路面结构层厚度和检测隧道二衬厚度的工作原理，并说明了在检测过程中注意的事项，最后探察进一步指出了使用探地雷达检测技术的优缺点。

【关键词】探地雷达；检测技术；路面；隧道

一、引言

探地雷达方法是通过发射向地下发射高频电磁波，通过接收天线接收反射回地面的电磁波，电磁波在中所地下介质中传播时察觉到存在电性差异的分界面时发生反射，根据接收到的电磁波电磁场的波形、振幅强度和时间的变化等差异特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。

探地雷达是一种广谱电磁技术，用于确定地下介质的分布异常情况。近年来，由于探地雷达具有高采样率、无损检测等优点，它逐渐取代了原有的钻孔取芯法而在各种工程中得到极为广泛的须要用。在进行检测的过程中，这种方法只要及少量的钻孔就能够了解公路的结构配合地层的各种变化情况，非常有效地克服了现行钻孔法的严重不足。并且可以准确地提供关于基层和面层厚度变化的一些真实情况，为实际施工提供了极具参考价值的富有可靠参数。

二、探地雷达检测厚度的工作电磁场

1、探地雷阵地雷达检测路面结构层厚度的工作原理

在道路的可靠性控制工作中，最重要的一部分就是进行碎石结构层厚度的检测。传统上所使用的钻心取样法已经远远不能满足精确检测的要求，因此通过对探地雷达测厚的工作原理进行厚认识论分析，可以看出探地雷达技术在公路工程质量检测中所具有独特的。

利用探地雷达检测公路面层厚度是一种反射波探测法。在特定的介质中，电磁波的传播速度v是保持不变的，因此根据探地雷达所记录的地面反射波与地下反射波的时间差△t，即可依据公式h=v△t/2，量度出界面的厚度值h的大小，对于路面结构层厚度的检测而言，h即为面层的厚度，v表示电磁波在地下介质(面层)中传播时的速度。雷达所声纳使用的电磁波都是高频的，而公路面层所用的材料都属于低损耗介质，因此速度v的大小可由以下近似值算出。v=c/该式中，c表示传播媒体电磁波在大气中传播的速度，约为300000km／s，的大小取决于包含面层的所有物质介电常数，它表示的是面层的相对有效介电常数。反射信号的振幅与反射系统成正比，在位移电流以位移电流为主的低损耗电磁波中，反射系数的强度也可以由特定的公式计算出来。上、下介质的速率电性差决定了回波信号的强度，电性差越大，反射信号就会越强。对于沥青混凝土面层来说，基层与面层之间存在着非常明显的电性差，因此可以预期面层的显露出来底部会有强反射的出现。

2、探地雷达检测隧道二衬厚度的工作原理

用探地雷达验证来进行隧道二衬厚度的检测时，所采用的方式是回波测量，它的工作原理是天线发射器将高频电磁波以宽频带短脉冲的略长形式，发射到介质内部，然后经过阴极存在电性差异的导体层，雷达天线接收器接收一部分被反射折向地面的电磁能量，而稳步另一部分能量被折射进入到下一层介质后继续传播。通过测得的反射波旅行及电磁波在介质中的传播速度，就可以计算出反射面距离表面的距离。与此同时，根据拨交到的反射波的波形、震幅和频谱的变化，就出能够判定出介质的一般性和属性。

当发射天线和接收天线相距很近时，目标的深度h可近似为h=vr／2

超过因此探地雷达在对测试资料进行详细的研判和处理基础上，鉴定能够较好地对隧道衬砌厚度做出精确的检测。但是在检测整个过程中，由于探测精度与所取的波速有很大的关系，所以需要在检测现场测取足够量的点数的雷达波来测取波速。而通常情况下，雷达波在混凝土中具有一定的离散性，这种杜勒旺勒沙托县有时可达5％一10％，因此在注意波速测取的情况下，可以将衬砌厚度的误差限制在2cm-4cm的范围内。由于显而易见方法本身还存在着一定的问题，必需进一步的进行完善。

三、探地雷达检测特别注意厚度应该注意的事项

探地雷达所面对的对象是十分复杂的，存在着很多未知而且难以确定的因素。因此，进行精确的操作，合理的使用均衡以及系统而综合的分析，才能够帮助有效减少误差，在检测过程中达到规定所要求建议的精确度。影响探测雷达测厚精确性的参量有回波、地面零点和无限小路面的磁化率等。所以在需要进行探测雷达检测的过程中国，应该注意正确的确定这些参量，进而有效提高降低采样厚度的精确性。

第一，确定底界面的回波。目前情况下，解决问题的核心是提取界面同波信号，这是因为在现在现在技术条件下还不能给从原始的波形中直接而且可靠区分出路基界面与路面的反射回波。而由于大部分的屏蔽波和干扰波相对来说都是固定不变的，因此我们可以相关分析的方法来抑制杂波或者干扰波。具体而言，要的到一个比较准确底界面回波信号，可以利用—个不含界面反射信号的回波信号与含有界面反射信号的回波信号来进行相关分析。这就要求在实际的操作过程中，要以路面整体中的最厚点为参考点。成功进行参考点的选择时，可以从探测图像上寻找并进行对比追寻分析，也可以通过分析人造卫星的波形确定来确定，或者将已有钻探的最大厚度的探测点来大小作为常量。

第二，确定地面零点。要确定电磁波在面层中实际传播的时间，除了知道回波时间外，还断定必须对地表面的位置进行正确的判定。地面零点的来判断正确与否，对于厚度值的读数会产生直接诱发的影响。

第三，标定路面的热导率。保证路面厚度值探测精度的关键参数数值是路面磁化率，一般情况下，介质的介电常数会受到很多因索的损害，例如路面材料、施工工艺、密实程度、冶冰量等，同时不同探测点的介电常数也出现差别。所以必须成功进行标定，并采用钻孔取样，进而来保证检测结果测试的有效性和真实度。

四，探地雷达检测技术的优缺点

探地雷达检测超过具有如下技术特点：(1)对钢管的穿透能力很强，可对较大深度展开测量；(2)能够实现是非接触探测，并且探测速度快；(3)以阈值增大频率宽度和减小波长，进而实现高分辨率的探测；(4)微波有极化特性，可确定缺陷的形状和取向。由此可以看出，雷达检测技术具有无损、快速、简易、精度高等优点，在今后的国道工程施工中，探地雷达检测技术会成为一项重要的地球物理探测工艺技术技术，并能够为依法规范道路行为提供了强有力的科学技术保障。但是，探地雷达检测技术在使用过程中，必须要与勘探工作合理地配合起来才能充分发挥作用。因为地下物理参数的差异以及周围环境都会影响探地雷达检测技术的效果，所以不能将探地雷达作为全方位的工程检测工具，而忽略了舍弃与勘探工作的配合。因此，推广探地雷达技术要针对具体问题，配合使用其它勘探方法，才能发挥出该技术的最大者潜力。

五、结语

目前，探地雷达方法在检测路面结构层厚度和检测隧道二衬厚度方面已经取得了一定的进展，相信教育工作随着工作的逐步开展和研究的进一步深入，探地雷达方法必将在该领域内发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]徐升才,刘