【《探地雷达探测的实例分析》4000字】

探地雷达探测的实例分析目录TOC\o"1-3"\h\u13369探地雷达探测的实例分析 1324331.1长春地区域地质概况 1232151.2长春市轨道交通概况 260084．3数据采集 31.1长春地区域地质概况长春属于中国天山兴安地槽吉黑褶皱区地带的城区吉黑褶皱区的带区体系,在松辽城区凹陷的东部和西部分别形成南北边缘,城区下部又特别密集分布着深厚的红色白垩岩体系的大型龙泉头火山盆地岩石组,为一套岩层形状近似带有明显的或浅粉红色细小的粒状和小颗粒的浅粉红色粒状碎屑岩,均为非常薄的岩层具有一定不透水性或几乎全部具有一定程度含水量的浅粉红色粒状极微层,地层深厚,岩层致密,倾角很小。另外,第四至五世纪的中国泥土块状沉积也相当普遍,在洪积层地块中的其中最上部多被当时人们错误称为这是类似中国黄土的一种泥土块状物质,,下部则被人们称为呈粉红色类似黏土或是红砂细砂的泥土质层。新世纪构造周期运动以来,地体面积出现了较大微升,地表被大量流水侵蚀剪断,沟谷被大力侵蚀发育,形成了一个微波态的小高台地区和平原。长春市的独特自然山形地貌地理条件和气候特点,也就是使它远依秦岭山脉,近傍水,以平坦的中部大陆性低山台地和丘陵平原而举世闻名。主要的山形地貌构成类型主要有:(1)中等低纬度山脉和山地丘陵;(2)低山平原和丘陵台地;(3)小型冲积扇和平原;(4)大型山地火山锥体。1.2长春市轨道交通概况长春铁路轨道交通(ChangchunRailTransit),泛指专门运营服务于现今中国吉林省长春市的一条综合性快速城市轨道铁路交通。其首条网的城市铁路网络交通线路于2002年10月30日正式建设竣工后并投入运营开通并试运营,这也同时直接让出了长春火车站在目前中国内地第五座全部贯通全线并已建成了网的城市轨道网络交通线路运营网络。截至2021年4月,长春快速城市轨道运输交通正在规划运营的地铁线路项目总数已经累计有5条,包括运营长春快速城市轨道运输交通1号车等线、2号车等线、3号车等线、4号车等线、8号车等线,运营线总距离为设计里程100.17千米,共正在规划设计建设主线换乘站84座(每个主线换乘站不一定可以同时重复多次进行换乘计算),其中主线换乘站7座。根据相关统计,截止2021年4月,长春快速城市轨道运输交通一期规划中在春兴建的地铁线路项目总数累计共有9条(段),其中主要包括8条长春快速城市轨道运输交通2号铁主线一期西延线、2号铁主线东延段支线、3号铁主线东延段支线、3号铁支线二期南延线、4号铁支线二期南延线、5号铁支线一期、6号铁支线、7号铁支线一期、9号铁支线一期。预计今年到2026年,长春快速城市轨道网络交通将进一步发展形成一个全长235公里的快速城市轨道网络交通运输枢纽网络。2020年,长春中铁国际作为城市轨道交通网络综合交通的中国铁路轨道客运运输业务运营总量今年年底预计将首次增长达到1.54亿人次。根据2016年线网运量统计,截止2021年1月,线网的累计全年单日列车运行量和累计到发列车单日客运量峰值可以准确预测为93.80万人次(2019年12月20日)。2021年3月,长春沿线国际主要城市轨道交通网络公共交通每小时平均一辆轨道旅行车的平均客运量今年3月预计将首次增长达到48.4万人次。如图1.1，为长春市轨道交通规划示意图。图1.1长春市轨道交通规划示意图4．3数据采集本次测量的地点是从长春火车站到北京大街的地铁一号线。如图1.1。图1.1数据采集路线机动车道普查探测作业采用车载道路灾害预警雷达系统，逐车道连续采集下方雷达数据、现场GPS坐标数据、结合周围街景影像，形成统一数据库文件。复核探测采用手持式检测雷达对车载雷达检测到的疑似点进行现场加密测线网格化探测，形成疑似点复核雷达数据文件。主道路检测时，道路灾害预警雷达系统挂接四通道阵列式天线，开启两路视频、GPS和测距装置，打开闪烁警灯，后面跟随一辆工程车配合，以15km/h左右速度对经过道路进行实时检测。自行车道和人行步道检测时，采用SIR-4000型便携式高性能地质透视仪手推车沿被检测道路以1.5km/h左右速度进行实时检测，对每个路口路牌做人为标记，现场记录定位GPS坐标，以做到查有可依。为了达到质量控制的目的，在路面的每一条车道都布置了一条测线，沿道路走向布置，由100MHz、270MHz和400MHz检测基层和底基层。以便及时发现问题，及时处理，起到质量控制作用。雷达的测距是通过安装在车后轮上的测量轮和GPS来实现。通过检测车和便携式手推车检测行进时的距离触发轮侧采集信号，实现距离和数据的一致性，同时将GPS的数值导入每一道数据中，做到精准无误。如图1.2为测线布置图。a.局部b.整体图1.2测线布置图1.4数据处理与解释1.1.1数据处理依照第三章中的数据处理流程对所采集的数据进行处理，包括预处理（主要包括：修改文件头参数、增益自动调节、带通滤波、背景消除、滑动平均、反褶积等）；依据雷达反射波的相位、频率与幅值变化综合判别，从异常中剔除地下管线、地下管井、地下建筑物及地面各种干扰引起的异常，并将确定的异常划分为地下空洞、脱空异常、土层疏松异常、富含水等类型。数据处理后放入处理结果文件夹中，对异常位置进行截取和标定，同时根据DMI距离信息和GPS信息准确的找到异常点的位置信息。如图1.3为路面完好的雷达图谱：图1.3路面完好空洞的特征：=1\*GB3①介电性能：电阻率极高，相对介电常数一般为1，电磁波速度近似为0.30m/ns；=2\*GB3②波组形态：近似球形空洞反射波组表现为倒悬双曲线；近似方形空洞反射波表现为正向连续平板状双曲线，曲线顶部形态与空洞洞顶形态相似；多次波发育，两侧存在绕射波；=3\*GB3③振幅：振幅强，雷达波衰减很慢；=4\*GB3④相位与频率：顶部反射波与入射波同向，底部反射波与入射波反向；空洞的频率高于背景场的频率。如图1.4为路面有空洞的雷达图谱：图1.4空洞异常路面脱空特征：=1\*GB3①介电性能：电阻率极高，相对介电常数一般为1，电磁波速度为0.30m/ns；=2\*GB3②波组形态：脱空顶部一般形成连续的同向性反射波组，多次波发育，两侧绕射波发育明显；=3\*GB3③振幅：振幅强，雷达波衰减很慢 =4\*GB3④相位与频率：顶部反射波与入射波同向，底部反射波与入射波反向；频率高于背景场。如图1.5为路面脱空的雷达图谱：图1.5路面脱空的雷达图谱严重疏松体特征：=1\*GB3①介电性能：电阻率高，相对介电常数很小，电磁波速度大于周边介质 =2\*GB3②波组形态：顶部形成连续的同向性反射波组，波组形态由顶部形态决定；多次波明显，两侧存在绕射波；严重疏松体内部波形结构很乱，波形同相轴很不连续；=3\*GB3③振幅：振幅强，衰减很慢；=4\*GB3④相位与频率：顶部反射波与入射波同向，底部反射波与入射波反向；病害的频率高于背景场的频率。中等疏松体特征：=1\*GB3①介电性能：电阻率较高，相对介电常数小，电磁波速度大于周边介质 ；=2\*GB3②波组形态：顶部形成较连续的同向性反射波组，波组形态由顶部形态决定；多次波发育，两侧存在绕射波；中等疏松体内部波形结构杂乱，波形同相轴不连续；=3\*GB3③振幅：振幅较强，衰减慢；=4\*GB3④相位与频率：顶部反射波与入射波同向，底部反射波与入射波反向；病害的频率高于背景场的频率。轻微疏松体特征：=1\*GB3①介电性能：电阻率略高，相对介电常数较小，电磁波速度大于周边介质的速度；=2\*GB3②波组形态：顶部形成连续的同向性反射波组，波组形态由顶部形态决定；多次波发育不明显；轻微疏松体内部波形结构较杂，波形同相轴较不连续；=3\*GB3③振幅：振幅较强，衰减较慢；=4\*GB3④相位与频率：顶部反射波与入射波同向，底部反射波与入射波反向；病害的频率高于背景场的频率。如图1.6为路面疏松体的雷达图谱：图1.6路面疏松体的雷达图谱严重富水体特征：=1\*GB3①介电性能:电阻率低，相对介电常数大，近似为81，电磁波速度很小；=2\*GB3②波组形态：多次波不发育；顶部形成连续的同向性反射波组，两侧绕射波和底部反射波不明显；=3\*GB3③振幅：振幅强，衰减很快；=4\*GB3④相位与频率：底部反射波与入射波同向，顶部反射波与入射波反向；病害的频率低于背景场的频率。一般富水体特征：=1\*GB3①介电性能：电阻率较低，相对介电常数较大，电磁波速度小于周边介质的速度；=2\*GB3②波组形态：顶部形成较连续的同向性反射波组，多次波不发育；两侧绕射波和底部反射波不明显；=3\*GB3③振幅：振幅较强，衰减很快；=4\*GB3④相位与频率：底部反射波与入射波同向，顶部反射波与入射波反向；如图1.7为路面水异常的雷达图谱：图1.6路面水异常的雷达图谱1.1.2解释探测路线中一共发现四处异常：（1）在经度125.317730159°，纬度43.90225400°的地方发现一处异常，记为A1，雷达图谱如图1.7所示：图1.7异常A1雷达图谱分析其波形，其顶部形成了连续的同向性反射波组，两侧绕射波发育明显，振幅强，判断为路面脱空。（2）在经度125.317778885°，纬度43.90223062°的地方发现一处异常，记为B2，雷达图谱如图1.8所示：图1.8异常B2雷达图谱分析其波形，其电阻率高，顶部形成了连续的同向性反射波组，两侧绕射波发育明显，振幅强，判断为路面脱空。(3)在经度125.317816406°，纬度43.90383617°的地方发现一处异常，记为C3，雷达图谱如图1.9所示：图1.9异常C3雷达图谱分析其波形，多次波发育，两侧绕射波发育明显，频率高于背景场，其顶部形成了连续的同向性反射波组，两侧绕射波发育明显，振幅强，判断为路面脱空。(4)在经度125.317803890°，纬度43.90456915°的地方发现一处异常，记为D4，雷达图谱如图1.10所示：图1.10异常D4雷达图谱分析其波形，多次波发育，振幅强，顶部形成了连续的同向性反射波组，两侧绕射波发育明显，振幅强，判断为路面脱空。综上所述，从长春火车站到北京大街的探测结果如下表1.1：编号车道异常起始深度（m）终止深度（m）病害尺寸（m）经度纬度A1右幅二车道脱空1.251.53×2.2125.317730159°43.90225400°B2右幅一车道脱空0.751.251.7×1.7125.317778885°43.90223062°C3左幅二车道脱空0.751.03.3×1125.317816406°43.90383617°D4左幅二车道脱空0.751.355×2.2125.317803890°43.90456915°表1.1异常统计表现场图片如图1.11所示：(a)A1(b)B2(c)C3(d)D4图1.11异常点现场图1.1.3成因分析路面地陷具有隐蔽性、突发性、群发性、复发性和严重性等特点，其形成原因错综复杂，需综