一种用于混凝土结构探测的探地雷达天线阵列的设计

基于脉冲体制探地雷达天线原理,针对混凝土结构探测的需求,以变形领结天线为基础,设计了一种双极化、多天线的探地雷达天线阵列,该天线阵列具有0.75~2.25 GHz的频带宽度,且方向性良好。该天线阵列不仅可以提高雷达系统的探测深度,也提高了雷达的探测效率。设计的天线阵列已成功应用于成像探地雷达项目中,对工程质量检测具有重要意义,为探地雷达三维成像设备的进一步开发提供了强有力的技术支撑。     

基于GPRMax的隧道衬砌检测数值模拟及应用

利用基于时间域有限差分法(FDTD)的GPRMax,针对常用的400、900、1500 MHz三种不同中心频率的天线,数值模拟了隧道衬砌不同钢筋网密度、不同钢筋直径及其下方的钢拱架、空气界面等目标体的探地雷达反射及干扰信号图像特征;在混凝土试件上开展实验研究,并运用克希霍夫积分偏移处理了数值模拟和实验数据,压制了钢筋的绕射波和多次波,提高了钢筋网下方弱反射信号的成像效果;通过对比分析数值模拟、实验测量和工程实测结果,为探地雷达在隧道衬砌检测中取得更好的探测效果提供了借鉴。     

探地雷达探测地裂缝的几个实例

由于地裂缝的形成原因多样,宽度小,展布特征特殊,采用探地雷达进行地裂缝探测,一般很难达到良好的探测效果。通过探地雷达在地下采空、活动断裂、地下水超采等3种不同原因产生的地裂缝上进行探测并取得较好波形图像的实例,介绍了从天线配置、测线布置到资料处理、图像解释等工作流程,总结了不同成因类型地裂缝的探地雷达波形特征。通过实地探孔、探槽验证,说明探地雷达法探测结果准确,探测结果准确反映了地裂缝深部的发育状况和发现新的地裂缝,对分析地裂缝的成因和机理提供了科学依据。     

探地雷达低频天线在工程勘探中的应用

总结了探地雷达探测的技术工作方法,讨论了强干扰背景下的数据处理过程,列举了探地雷达低频天线在岩性界面划分、软弱地质体圈定、活动断层探测、地裂缝探测、抛石界线划分等方面的应用实例。实践表明,要获得高分辨率的探地雷达探测剖面,资料收集、现场踏勘、干扰因素分析、数据采集过程和数据处理流程的比选实验是非常重要的。希望通过本文的介绍和讨论,对使用探地雷达低频天线开展深层探测起到帮助和借鉴,更大地发挥探地雷达低频天线的探测能力与作用。     

探地雷达技术在煤矿采空区探测中的应用

不明采空区对煤矿的安全生产构成潜在危害,而人工地震勘探对埋深较浅的采空区存在盲区。采用RAMAC/GPR探地雷达仪配备的超强地面耦合天线(RTA50MHz)探测采空区。由于煤层及采空区相对雷达探测的有效范围较深,综合考虑探地雷达的分辨率与探测深度的关系,选用合适的雷达参数和探测模式进行数据采集,并采用了VC++开发了三维系统进行了补充解释,实现了探测目标体的准确定位,取得较好的探测效果。      

基于FDTD数值技术分析反向障碍物对探地雷达采集数据的影响

为了分析与雷达探测方向相反方向的障碍物对雷达采集数据的影响,以探地雷达理论为基础,运用时域有限差分法（FDTD）,建立相应的地质模型,进行探地雷达二维正演模拟。结合工程实例,对福建某隧道的雷达探测数据进行分析研究。研究结果表明,在使用探地雷达进行目标体探测时电磁波并非仅向探测方向发射和传播,在天线的四周都会有电磁波发射出来,而非探测方向上的电磁波将会对雷达采集的数据产生一定的影响,干扰数据解释人员解译的准确性。因此在使用探地雷达和解译雷达数据时,要了解现场环境和剔除干扰波,做到对探测目标体的正确判断。      

探地雷达在淡水区浅水域的探测试验

通过堤防护岸水域抛石探测、水下砼格及碎石层探测、江边堆场滑坡水域探测三个案例,说明探地雷达在淡水区浅水域探测效果。重点分析了探测对象所处环境的电导率、介电常数和探测所采用天线频率对探测效果的影响。探地雷达填补了浅水域工程勘察空白,研究成果对非水域探地雷达探测与检测具有借鉴意义。     

探地雷达法检测强夯效果的试验

利用探地雷达技术,对泥岩填土路堤强夯效果进行了试验。结果表明利用不同频率的天线,探地雷达可以探测出强夯作用影响的深度和范围,有效地指导了施工。     

不同中心频率天线探地雷达在古城墙病害体探测中的应用研究

探地雷达探测精度高,方便灵活,效率高,可以根据病害体类型、埋藏深度、探测精度等要求,选择不同的天线组合类型达到最优的探测效果,并且该方法在探测过程中,不会对探测目标体造成损伤,探测结果直观,是目前探测古城墙病害体最为适用的方法。通过采用100 MHz、270 MHz、400 MHz、900 MHz、1600 MHz天线在古城墙顶面、侧面进行试验,全方位探测古城墙病害体的位置、范围、深度、规模等情况,根据不同中心频率天线的探地雷达图谱,对比分析不同频率天线探测古城墙病害体的有效性、优缺点以及适用范围。     

探地雷达应用的初步分析

通过应用探地雷达在建筑物、地下埋设油罐及探测水底起伏等研究,分析了天线类型、发射天线和接线天线间距、测试参数的选取对工程问题的影响,对探地雷达的应用方法和应用效果作了分析,总结了探地雷达的应用特点。     

注浆材料介电常数在雷达图像识别中的应用

利用探地雷达(GPR)方法探测软土盾构隧道盾尾壁后注浆分布效果时,电磁波在介质中的传播速度是准确识别介质界面的关键。在估计波速时常常将介质的介电常数假设为固定不变的常数,这不符合实际情况。为保证探测图像识别的精度,首次利用网络分析仪对不同配比、不同探测频率和不同龄期下软土隧道壁后注浆材料的介电常数进行了测定,对测定结果进行了基于射线追踪原理的GPR数据二维正演分析,并将分析结果与模拟的探地雷达隧道壁后注浆分布探测结果进行了比较。结果表明,针对不同的探地雷达探测频率而采用相应的介质介电常数来进行探地雷达探测图像的准确识别是十分必要的。     

探地雷达在城市道路无损检测中的几个要点分析

针对探地雷达在城市道路检测中存在的具体问题,介绍探地雷达天线中心频率、测线布设、测线定位、测试速率、电磁波传播速度等几个技术要点,最大程度地获取目标体的“第一手”有效资料,重点分析了各因素对测试效果的影响程度。结合工程实例,提出选取合适的天线中心频率,确定在最佳组合参数条件下进行探测的重要,有效指导道路检测,为道路后期治理和施工提供科学依据。     

成都市城市道路塌陷成因及快速探测方法

城市道路塌陷严重危害城市公共安全,对城市道路塌陷隐患进行快速、准确、绿色的探测,有助于减少城市地下病害发育,提升城市安全运营能力。通过调查分析,成都市城市道路塌陷的主要成因包括地质结构复杂、地下水丰富、人类工程活动频繁等。采用车载三维探地雷达对城市道路进行快速探测,建立了以探测、解译、验证、评估、成果及信息化管理为系统的探测体系。实践表明,车载三维探地雷达是快速探测城市道路塌陷隐患的有效方法。     

EH4及地质雷达在隧道事故调查中的应用

引水隧道施工中屡次发生坍塌,用探地雷达对衬砌质量及地质情况进行探测。经数据反演,清晰勾画出衬砌背后空洞、松散堆积体分布范围,地下水的赋存特征,为治理事故提供切实可靠依据。     

探地雷达在南京地铁隧道工程检测中的应用

溶洞是地铁隧道工程的重要检测内容之一,探地雷达波在溶洞中传播的信号特征与围岩存在明显的差别,雷达反射波组的振幅、波长和频率会随着介质的电性变化而改变,正确识别溶洞的雷达波组特征是判别溶洞存在及其性质的关键所在。以南京地铁三号线滨江路站—五塘村站之间地铁隧道下方岩体内隐含溶洞探测为例,着重讨论了溶洞在探地雷达检测剖面上的波形显示特征,结合钻孔验证,说明探地雷达技术在城市地铁隧道工程溶洞探测中是有效的和实用的。     

隧道仰拱GPR无损检测实例分析

这里基于某铁路隧道仰拱400MHz天线探地雷达的实际采集数据,采用Radan7软件处理方法所检测的缺陷结果,与施工单位及相关质量控制单位所组织的破检验证完全相符。通过对检测缺陷展开全面分析与解释,为隧道缺陷检测提供了依据和方法,将其应用于该工区后续隧道施工和隧道缺陷的检测处理与解释,具有重要的现实指导意义。     

探地雷达用于人工挖孔桩桩底岩溶探测的应用研究

在岩溶地区进行楼房建设、工厂修建、修路架桥时,其桩基的设计很多采用人工挖孔嵌岩灌注桩（人工挖孔桩）。通过对人工挖孔桩桩底目前几种探测手段的对比分析,运用探地雷达方法对桩底进行岩溶探测有其独特的优势。文章首先介绍了探地雷达桩底探测的具体方法,并根据介质介电常数的变化分析了探地雷达天线在桩底的辐射特征;其次,对桩底的两种地质模型进行了正演模拟;最后对岩溶地区人工挖孔桩底实测探地雷达剖面进行了分析解释。     

隧道煤层采空区的探测技术

阐述了隧道隐伏煤层采空区对隧道施工及运营安全的影响及危害,并针对隧道内特有的工作空间,对比各种物探技术的应用情况,最终选择了抗干扰强、效率高的探地雷达技术对煤层采空区进行探测。结合几个工程实例,分析了探地雷达在高风险隧道隐伏煤层采空区探测中的具体应用情况,通过钻孔验证了方法的有效性和精确性。     

探地雷达在公路隧道衬砌检测中的应用

分析总结了隧道衬砌存在的常见问题及缺陷在雷达图像中的显现特征,并将探测结果与实际地质概况进行对比分析。结果表明,探地雷达能够对隧道衬砌实施连续扫描,获得形象直观的探测图像,利用探地雷达检测公路隧道衬砌,具有无损、快速、广泛、精确等优点。      

探地雷达探测地下管线技术与应用实例

根据探地雷达的探测原理及技术参数影响因素，提出了工作频率的选择方法。以广州和商丘两地的两个探测实例，介绍了如何根据管径、埋深确定天线频率、天线距、采样点距、时窗等探地雷达技术参数；并选择已知埋深的管线，对波速进行实地测定，以便在探地雷达剖面上对目标体的埋深作出精确解释。