地質雷達技術應用簡介-資料下載頁
2025-05-01 03:05本頁面
【正文】 線 2 襯砌與圍巖檢測 600MHZ天線 3 路面檢測 4 路基 600/900MHZ天線 參數(shù)設置 1 記錄長度 ns [2?h(m)/ (m/ns)]? 2 樣點數(shù) 512， 1024， 2048 S(samp/scan)?scan/sec?Bit/samp 3 帶寬設定 高截 2倍，低截 1/2 工程檢測資料處理與波相識別 1 雷達資料預處理 掃描線 /里程均一化，去水平波，小波處理 變增益顯示 /彩色顯示； 2 波相識別 表面反射波位置和極性，初襯二襯及內部界面，空洞， 鋼筋，多次波； 3 工程解釋 襯砌厚度，空洞，欠實區(qū)，含水帶，鋼筋密度； 為獲得雷達探測的結果，需要對雷達記錄進行處理與判讀，判讀是理論與實踐相結合的綜合分析，需要堅實的理論基礎和豐富的實踐經驗。雷達記錄的判讀也叫雷達記錄的波相識別或波相分析，它是資料解釋的基礎。在此首先介紹波相分析的基本要點。 要點 1：反射波的振幅與方向 從反射系數(shù)的菲涅耳（ Fresnel）公式中可以看出兩點： 第一點反射振幅的大小，界面兩側介質的電磁學性質差異越大，反射波越強。從反射振幅上可以判定兩側介質的性質、屬； 第二點反射波的極性，波從介電常數(shù)小進入介電常數(shù)大的介質時，即從高速介質進入低速介質，從光疏進入光密介質時，反射系數(shù)為負， 即反射波振幅反向。 反之，從低速進入高速介質， 反射波振幅與入射波同向。 這是判定界面兩側介質性質與屬性的又一條依據； 如從空氣中進入土層、混凝土反射振幅反向，折射波不反向。 從混凝土后邊的脫空區(qū)再反射回來時，反射波不反向，結果脫空區(qū)的反射與混凝土表面的反射方向正好相反。如果混凝土后邊充滿水，波從該界面反射也發(fā)生反向，與表面反射波同向，而且反射振幅較大。混凝土中的鋼筋，波速近乎為零，反射自然反向，而且反射振幅特別強。因而，反射波的振幅和方向特征是雷達波判別最重要依據。 雷達目標波相識別的三項基本要點 1 鋼筋反射波的振幅與方向 要點 2：反射波的頻譜特性 不同介質有不同的結構特征，內部反射波的高、低頻率特征明顯不同，這可以作為區(qū)分不同物質界面的依據。如混凝土與巖層相比，比較均質，沒有巖石內部結構復雜，因而圍巖中內反射波明顯，特別是高頻波豐富。而混凝土內部反射波較少，只是有缺陷的地方有反射。又如，表面松散土電磁性質比較均勻，反射波較弱；強風化層中礦物按深度分化布，垂向電磁參數(shù)差異較大，呈現(xiàn)低頻大振幅連續(xù)反射；其下的新鮮基巖中呈現(xiàn)高頻弱振幅反射，從頻率特性中可清楚地將各層分開。如圍巖中的含水帶也表現(xiàn)出低頻高振幅的反射特征，易于識別。節(jié)理帶、斷裂帶結構破碎，內部反射和閃射多，在相應走時位置表現(xiàn)為高頻密紋反射。但由于破碎帶的散射和吸收作用，從更遠的部位反射回來的后續(xù)波能量變弱，信號表現(xiàn)為平靜區(qū)。 雷達目標波相識別的三項基本要點 2 巖土介質雷達波譜特性 要點 3：反射波同向軸形態(tài)特征： 雷達記錄資料中，同一連續(xù)界面的反射信號形成同相軸，依據同向軸的時間、形態(tài)、強弱、方向反正等進行解釋判斷是地質解釋最重要的基礎。同向軸的形態(tài)與埋藏的物界面的形態(tài)并非完全一致，特別是邊緣的反射效應，使得邊緣形態(tài)有較大的差異。對于孤立的埋設物其反射的同向軸為向下開口的拋物線，有限平板界面反射的同向軸中部為平板，兩端為半支下開口拋物線 雷達目標波相識別的三項基本要點 3 地下金屬管雷達波反射特性 襯砌與圍巖之間的脫空區(qū)為空氣 ， 與混凝土和圍巖的波阻抗差異很大 ， 反射波正反相間 ， 波相先蘭后紅 ， 反射很強 ， 脫空區(qū)斷續(xù)蜿蜒 ， 位置清晰明顯 ， 極易辨別 。下列 2張圖是南昆鐵路隧道襯砌檢測圖象 。 襯砌與圍巖之間分布有大小脫空區(qū) 。 襯砌厚度和脫空的波形特征 襯砌厚度與空洞檢測 灰?guī)r是一種節(jié)理 、 裂隙比較發(fā)育的巖體 ， 雷達波可將這種巖體結構清晰的顯現(xiàn)出來 。 節(jié)理裂隙斷斷續(xù)續(xù) ， 反射波高頻成分較多 ， 時強時弱 ， 斷斷續(xù)續(xù) ， 反映巖體結構 、 產狀的特征 。 隧道圍巖結構的波相特征 表面反射振相的辨認與追蹤很重要 ， 它關系到深度 /厚度的計算 ， 不可忽視 。下圖是鐵路運行隧道拱頂檢測的圖像 。 隧道拱頂檢測時 ， 雷達天線移動到接觸電網拉線附近時 ， 天線必須下降躲開橫拉線 ， 天線與拱頂距離拉大 ， 表面反射波走時也隨之變大 ， 形成下凹弧形 ， 弧形的第一個振相就是表面反射波 ，向兩側可連續(xù)追蹤 。 雷達記錄表面反射波相的追蹤 隧道的檢測條件是十分復雜的 ， 除了電器設備的干擾外 ， 隧道墻壁 、 路基鐵軌 、 檢測臺車等都會產生反射干擾信號 。 只有可靠地辨認出襯砌與圍巖之間的反射信號與各類干擾信號 ， 才能準確無誤的確定砌的厚度 。 當天線在移動中與襯砌表面距離變化時 ， 襯砌與圍巖之間的反射信號與表面反射信號同步變化 ， 而隧道內的各種反射波是反向變化 ， 形成明顯的反差 ， 依此可判定反射波是來自于襯砌內還是隧道內 。 下列 3幅圖像就是用來表明不同反射波出現(xiàn)的特征 。 圖 3是隧道拱頂檢測的圖像 ， 使用 900MHZ天線。 圖中 20ns處出現(xiàn)一個較強的連續(xù)反射波 ， 與表面反射波變化相反 ， 明顯是隧道內的反射波 。 隧道內電磁波速按 ， 推算距離應為距拱頂 3m左右 ， 正好是工作臺車升起的臺面 ， 材料是金屬板的 ， 反射較強 。 圖像的下部 3040ns的位置 ， 隱約可以看到臺車箱底和路基的反射波 ， 在天線下移時表現(xiàn)的特別清楚 。 隧道檢測中干擾波的識別
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