地质雷达技术在水利工程检测中的应用论文_江祖昌,周秋露

地质雷达技术在水利工程检测中的应用论文_江祖昌,周秋露

江苏省工程勘测研究院有限责任公司 江苏省扬州市 225002 扬州市水利局

摘要:水利工程的建设对于基础设施的完善以及社会的发展都有着非常重要的意义,而在进行水利工程建设的过程中,要想更好地保证水利工程的施工质量,就必须要在施工过程中加强检测,通过检测及时地发现水利工程存在的质量问题,从而采取措施对其进行处理,保证水利工程的质量。而在进行水利工程检测的过程中,地质雷达技术是一种应用得较为普遍的技术,应用地质雷达技术可以对水利工程进行无损检测,及时地发现水利工程的缺陷。因此在本文的研究中,主要就地质雷达技术在水利工程检测之中的应用进行了相应的研究,以期能够为地质雷达技术在水利工程之中的进一步应用提供参考。

关键词:地址雷达技术;水利工程;检测

前言

在水利工程中,挡墙是边坡防护的一种重要结构,在挡墙的建设及使用期间,往往会受到气候条件、温度变化、水质污染等一系列因素的影响,从而使得挡墙可能出现许多的质量问题,对其正常使用造成严重的影响。因此无论是在施工阶段还是使用阶段,都需要加强对于挡墙质量的检测。而在进行挡墙等水利工程质量检测的过程中,常用的检测方法主要包括了钻芯法、回弹法、超声波法以及地质雷达等方式,超声波法地质雷达属于无损检测方式,其它方式往往都会对于结构造成一定程度的破坏,而地址雷达的检测结果相比于其它的无损检测方式往往更加准确,同时检测也更加方便。因此对于地质雷达技术在水利工程检测中的应用进行研究有着非常重要的意义。

1地质雷达检测技术概述

地质雷达又被称为探地雷达,通过对地质雷达的应用能够实现对于混凝土结构等内部质量的检测,而且不会对于结构造成破坏。地质雷达在工作过程中通过发出1MHz~1GHz的无线电磁波对于地下介质的分布情况进行探测,当前地址雷达技术已经被广泛地应用在岩土工程勘察、水文地质调查、城市地下管网勘察等诸多领域之中。

地质雷达实际上利用的是高频电磁波的反射对于物体或者是分界面进行定位,其遵循波的反射定律,主要是由发射机、天线和接收机组成。在地质雷达正常工作的过程中,雷达主机会控制脉冲源发射周期性信号,然后作用于发射机产生高频的电磁波,再由发射天线将电磁波发出,电磁波会通过被检测结构,经过目标物再发射回地面,并且被接收天线所接收。雷达再通过对所接收到的电磁波进行信号处理,从而分析出相应的波形、振幅以及传播时间,从而对于目标物的形态、位置、埋深等进行判断,从而实现对于目标性态的准确判定。电磁波之所以会反射,是因为在其传播过程中,如果遇到目标物,两种物体的介电常数是存在一定的差异,而介电常数的差异能够对于反射波信号的强弱造成影响,进而影响目标识别的效果,如果介电常数的差异越大,那么发射信号也就越强,识别的效果也就会更好。

2地质雷达的应用要点

地质雷达本身一种利用超高频电磁波来对于各种定位物体进行定位的检测仪器,其还能够实现对于分界面的无损探测,并且在其工作的过程之中,是严格按照反射波定律来对于目标的位置进行探测的。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果地质雷达的信号是正常运转的,那么雷达主机就会控制脉冲源发射周期性信号,而且这些周期性信号会直接作用到发射机之中,同时产生一些高频的电磁波,在电磁波产生之后会经过发射天线直接发出,然后再通过对于反射回来的信号进行收集和处理就可以完成对于水利工程结构质量的判断。

在对于地质雷达技术加以应用的过程中,目前可以得到已知目标物及其周围介质的具体情况,从而实现对于介电常数以及真空环境下光速的判断,这两个因素对于地质雷达技术的应用效果有着非常重要的影响,所以在检测过程中应该对于这两个参数引起足够的重视,根据工程的实际情况对于这两个参数做出准确的判断,进而获得更为准确的检测结果。除了在施工阶段以及施工活动完成之后对于水利工程进行检测之外,还可以在工程施工前期进行水利工程的地质勘查,从而为工程设计及施工阶段的工程质量控制提供有效的参考。

3地质雷达监测仪的选择及参数设置

在将地质雷达应用于水利工程检测之中的时候,雷达自身的工作频率会对于探测深度以及探测的分辨率造成非常重要的影响,所以如果要想进一步提高分辨率,往往就需要牺牲深度,因此在对其加以应用的过程中,必须要合理地确定地质雷达的参数,只有合理地确定地质雷达的参数,才能够使得地质雷达技术在水利工程检测之中得到更好地应用。

在对于地质雷达技术加以应用的时候,还需要考虑工程的实际情况,当前在对于水利工程进行检测的过程中,美国的TerraSIRchSIR3000系统是应用得较为广泛的一个地质雷达检测系统。在对其加以应用的过程中,需要将中心频率选择为400MHz或者900MHz,通过相应的天线先对于目标的位置进行测试处理,将测量点的距离控制在1.5m,同时所选用的记录线的数量一般设置为64根/s,在对于采样点数量加以确定的过程中,因为一般会使用到512个记录线,所以时窗的大小可以控制在50ns左右。在对于反射信号进行处理的过程中,可以采用radan7.0软件进行处理,在经过该软件处理之后,就能够得到较为精确的地质雷达信号图。相比于钻芯法而言,地质雷达技术的优势往往更为明显,因为钻芯法需要对水利工程结构造成一定程度的破坏,而且将钻芯取样的结果和地质雷达技术所得到的结果进行对比,发现地质雷达技术所得到的结果更为准确。在检测过程中,如果发现雷达信号幅度相对较弱,同时雷达也没有明显的界面反射信号,因此基本可以认定未知水工结构是均匀密实的。而如果雷达检测的结果发现信号出现了部分不连续或者是产生了分散的情况,同时在相应的标注段也能够发现清晰的反射信号,就表明对应位置的结构存在一定的质量问题,应该进一步对其质量缺陷进行检验。

4结语

相比于传统的水利工程检测方式而言,地质雷达技术表现出了更多的优势,通过对于地质雷达技术的有效应用,可以有效地对于水利工程混凝土结构内部的缺陷进行评判。同时传统的检测手段的操作难度相对较大,操作较为复杂,不利于推广使用。在本文的研究中,主要就针对地质雷达技术在水利工程检测之中的应用进行了相应的探讨,明确了在进行水利工程检测时,应该如何选择地质雷达以及进行相关参数的设置,以期能够为地质雷达在水利工程检测之中的进一步应用提供相应的参考。

参考文献:

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[3]汪谋. 地质雷达探测效果影响因素研究[J]. 雷达科学与技术,2007,(02):86-90.

论文作者:江祖昌,周秋露

论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期

论文发表时间:2018/5/28

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