探地雷达在公路隧道质量检测中的应用研究

随着公路事业的发展,隧道工程在山区和丘陵地区公路建设中所占的比重越来越大,隧道工程质量安全问题愈来愈受到人们的重视。本文在简述探地雷达工作原理的基础上,详细讨论了探地雷达检测隧道质量时的数据采集方法、信号处理技术以及典型目标体雷达波组特征,分析了钢拱架在各种影响因素下的雷达波组特征,以及采用小波多尺度变换图像增强技术对雷达信号进行信噪分离,放大显示衬砌内部细节结构,识别衬砌内部的不密实区域、裂缝和钢筋等的雷达波组特征。     

基于FDTD的探地雷达道路检测正演模拟

探地雷达是目前道路检测常用工具之一。由于地下介质情况复杂,为了提高探地雷达解释的精度,需对探地雷达检测结果进行数值处理。文中通过建立与道路实际情况相对应的地电模型,运用时域有限差分法(FDTD)进行正演模拟分析,模拟结果表明运用有限差分法能获得道路结构的理论雷达图像,通过对雷达图像的分析和识别,能为实测雷达数据的反演解释提供参考,提高数据解释的精度。     

高速公路路况检测方法研究与实践

以某高速公路评价科研项目为依托,采用探地雷达地球物理方法对高速公路现有水泥混凝土路段进行检测。研究表明,探地雷达对于检测路面结构层厚度、探明道路结构中的脱空位置及脱空程度具有较高的准确性。     

探地雷达检测系统在路面厚度检测中的应用

文章对探地雷达检测系统的应用条件进行探讨,概括和总结了近年来探地雷达技术发展及新的应用研究,详细分析探地雷达的工作原理、系统组成结构。以及探地雷达对路面结构层厚度检测的应用,进而指出探地雷达的局限性和今后的发展方向。     

探地雷达在公路检测中的应用

有效、无损、快捷、简便是公路检测技术的发展方向。当前国内外先进的超浅层勘测技术-探地雷达检测，以其无损、快捷以及超浅层高分辨率的优势被迅速应用于公路检测。文中主要论述了探地雷达在路面面层厚度检测，路基病害调查、公路维修质量检测、公路裂缝调查4个方面的应用。     

探地雷达对隧道工程脱空缺陷及处理检测的应用

探地雷达检测技术作为一种无损伤、高精度的物理探测方法,对隧道的缺陷及处理效果检测有着重要意义。介绍了探地雷达的工作原理及检测方法,并以二广高速某隧道的检测情况为例,介绍了雷达检测技术在隧道缺陷的发现及处理效果方面的应用。     

探地雷达在路面基层厚度检测中的应用研究

施工不均匀性、路基破损等因素容易造成路面基层厚度变化，导致路面质量降低。无损检测技术——探地雷达能有效检测路面面层厚度，但对于均匀性较差的基层，其检测、分析难度较大，成为路面基层厚度检测中的难题。文中依托实体工程，针对探地雷达在基层检测中的弱点，从分析探地雷达基层检测的原理和方法出发，通过误差分析，对比分析基层不同铺筑阶段、不同天线频率、横向电磁波速度不均匀性以及接触式天线垂向颠簸四个因素对检测效果的影响，最后通过准确性试验分析探地雷达在路面基层检测中的应用效果。     

探地雷达快速检测方法在云南公路路面质量检测评价中的应用研究

随着公路里程的快速增长及建设规模的日益扩大,利用快速无损检测对路面质量进行检测,严把工程质量检验关口成为一种必然趋势。本文在云南新建公路大量探地雷达及钻芯检测数据对比分析的基础上,研究了探地雷达检测沥青面层总厚度的准确性及可靠性。结果表明利用探地雷可快速检测路面质量,具有重要的应用价值。     

基于辛方法模拟探地雷达电磁波在道路结构层中的传播

模拟电磁波在层状体系中的传播是利用探地雷达检测路面结构层厚度的关键问题。辛算法是求解Hamilton系统的保结构方法,该方法在计算过程中随时间的推进始终是辛变换,保持了系统的总能量守恒。在有关整体性,稳定性,和长期跟踪能力等方面的计算中,具有很大优势。虽然由于路面材料的耗散性质,路面结构已经不能看做经典Hamilton系统,但是辛算法依然可以应用。利用二阶精度的辛分块龙格库塔方法模拟探地雷达电磁波在路面结构层中的传播,并将模拟波形与实测波形进行对比,验证算法的正确性和适应性。     

探地雷达电磁波正演模拟研究

利用探地雷达技术对路面结构层进行检测时,根据探测要求而采用不同频率的天线,尝试建立了雷达电磁波在结构层中传播的正演模型,通过得到的合成波模拟了其在结构层中传播的规律。根据经典电磁理论,利用傅立叶积分变换,通过典型激励和实测雷达入射波模拟了雷达电磁波在结构层中的传播情况,得到了合成的反射波,并与实际结构层测试雷达波做了比较。结果表明:频率低的情况下,雷达的分辨率较低,结构分层不明显;随着频率的增大,可以清晰区分出结构分层,但只有在高频率的条件下,结构厚度分层的反射信号才是合理的,能比较真实地反映实际情况。     

孔中雷达法探测孤石的研究

盾构在花岗岩风化地层中掘进存在着极大风险,为解决花岗岩风化残留体精确探测的难题,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法对孔中雷达法探测孤石进行研究,研究表明： 1）采用孔中雷达法,配置100~200 MHz孔中天线,在地层差异明显的情况下能探测出测孔周围3~5 m、粒径在0.7 m以上的孤石; 2）在不均匀地层中,不同粒径的孤石在雷达探测剖面上的反射波信号响应特征差别很大,通过反射波的强度和速度可判断出孤石的大小和埋深; 3)在花岗岩风化地层中的现场试验探测结果与实际吻合,证明采用孔中雷达法探测孤石可行。孔中雷达法既能充分发挥钻孔的作用,又能在增加成本较小的情况下精确探测出隧道沿线孤石的分布情况,具有较好的推广应用价值。     

探地雷达在穿路顶管及路基扰动检测中的应用

探地雷达技术具有整体性、连续性、直观性、快速性、简便性等特点,高速公路的道路结构分层和金属管道性质及其电磁参数差异为探地雷达检测提供了基本物理前提。通过浙江一天然气管道顶管穿越高速公路段的探测实例表明,探地雷达技术可有效地用于顶管穿越高速公路时的顶管及其对路基土体扰动异常范围的检测。     

旧沥青路面改扩建工程内部病害无损检测研究

依托茂湛高速改扩建工程，采用三维探地雷达技术和落锤式弯沉仪两种无损检测手段，从路面结构内部隐性病害分布和结构承载力两个角度评估旧路面的内部结构完整性和力学强度。研究发现:三维探地雷达可准确探测旧路内部病害；沥青上面层病害主要为坑槽、纵横向裂缝，中面层病害主要为纵横向裂缝，下面层病害主要为纵横向及网状裂缝；水稳基层病害主要以纵横向及网状裂缝为主；慢车道的结构病害数量与发育程度均比超车道更加严重。从路面结构承载力分析发现:慢车道弯沉值比超车道高约2.5～3.4（0.01 mm）；相比设计采用的动态模量，旧路面模量衰减幅度约60 %～70 %。对典型病害成因与发育规律进行系统分析，并推荐处治方案。     

利用数值模拟仿真探地雷达地下障碍物探测

探地雷达方法没有严格的场地要求,只需满足适用该法的地球物理条件即可,方法简便,效率高,应用范围逐渐拓宽。但在复杂场地条件下,雷达剖面上异常体的判断比较困难。而利用数值模拟方法,结合现场条件,对目标体进行数值模拟计算,参照模拟的结果进行对比解释,将有助于异常体的判断,提高解释的准确性。文中结合探地雷达在地下障碍物探测工作中的实际应用,通过数值模拟初步判断地下障碍物在雷达图像上的反映,进而对采集的资料进行相关分析,取得了良好效果。     

探地雷达对路面板脱空现象检测时的信号分析与处理

基于探地雷达对水泥混凝土路面板探测原理,推导出当路面板下出现脱空时反射波传播发生变化的时差公式。分析路用探地雷达检测时的回波信号,针对由于噪声而出现的各种杂波信号,提出滤波处理方法,保留有用的回波信号。利用小波分析方法,对山东烟台—威海高速公路试验段探地雷达实地检测所得信号进行分析,剔除各种误差,以准确测得脱空厚度。结果表明,采用探地雷达方法具有快速、无损、精度高等优点。     

探地雷达在某铁路挡墙质量评估中的应用研究

介绍了MALA探地雷达挡墙检测基本原理、方法。通过现场已知厚度挡墙的检测,找到此类挡墙波速的取值,并结合实际工程,总结出不同病害挡墙对应的雷达图像特征。结果表明:探地雷达检测技术能有效地发现挡墙在墙体厚度、砂浆饱满程度和墙背回填土的密实度等方面的缺陷。     

水泥砼路面脱空检测与灌浆治理

随着交通事业的发展,公路路面的病害也逐渐暴露出来。主要针对混凝土路面下出现的板底脱空,提出了采用车载弯沉仪与探地雷达相结合的方法,探测板底脱空部位及板底路基病害,并对混凝土路面板底脱空灌浆处理后的效果进行评价。     

高速公路扩建工程路面纵向开裂处治方案

以具体工程为背景,针对高速公路扩建工程中普遍出现的纵向裂缝问题,采用探地雷达、地震影像等方法检测纵向裂缝处基层,并提出面层纵向开裂的处治方案,最后采用三等水准观测评价处治后效果。结果证明,纵向开型的处治不能仅仅处理面层．应加强基层处治。     

壁可法修补混凝土裂缝雷达检测技术的研究

混凝土结构普遍存在使用过程中出现裂缝的现象，混凝土裂缝修补技术在土木工程中应用越来越广泛，但裂缝修补检测技术却相对滞后，缺乏裂缝修补效果的检测手段。根据电磁波在介质中传播时，路径、电磁场强度与波形随所通过介质的电性质及几何形态而变化的特性，利用探地雷达获得裂缝中不同填充介质在雷达图像巾的特征及规律，辨别填充介质，来评价壁可法修补裂缝的效果。     

基于模型试验的矿山法地铁隧道支护结构病害检测与识别

为提高矿山法地铁隧道支护结构病害检测与识别的准确性,采用基于时域有限差分的数值模拟方法,建立常见形状空洞、充水空洞、不同填充介质脱空以及钢格栅拱架、H型钢架下空洞模型,模拟探地雷达波在不同病害中的传播规律,并通过青岛地铁3号线探测实例验证。结果表明:空洞病害雷达反射波通常呈双曲线形状,反射信号强,但上三角形空洞图像与其他空洞图像有较大差异,表现为倾斜平行的同相轴特征;当空洞或脱空内部含水时,空洞或脱空下部出现明显反射波;钢结构雷达波反射强烈,会对钢结构下方病害探测产生干扰,在实际探测中,应将初期支护与二次衬砌分开探测。