探地雷达的工程应用及原理简介

探地雷达的工程应用

及原理简介

一、探地雷达的检测原理

探地雷达检测的基本原理是通过发射天线发射高频电磁波，当高频电磁波遇到介电常数不同的界面时，产生反射回波；根据接收天线接收到反射回波的时间和形式，确定反射界面距顶面的距离及判定反射体的可能性质。如图1示：

实际检测时，雷达天线沿

测线从左向右移动，如图2a；

发射天线不断发射雷达电磁

波，接收天线接收到一条条雷

达回波。将雷达回波按顺序排

列展开，便可准确、形象地反

映出地下探测目的体及反射

界面的位置（见图2b示）。

a b

图2、探测目的体、界面的雷达波反射示图

二、探地雷达的工程应用

根据前述工作原理，探地雷达被广泛应用于：

1、混凝土、沥青板厚检测，包括公路、机场、隧道衬砌等板

厚的快速、无损检测。

2、板后有无脱空的质量检测，检测成果可预测砼板是否可能

破裂，对脱空处及时采用注浆处理，可避免面板裂损后的

大面积翻修，节省大量维修资金

3、地下管线、空洞、埋设物探测，包括市政管线位置、埋深

探测；堤坝、建筑场地空洞探测；地下埋设物探测。

4、抛填体厚度、边坡滑动面检测，检测堤坝的落底界面深度；

吹填区吹填沙厚度；路基抛填厚度等。

三、试验、应用实例

我站于05年上半年购置了目前世界最先进的美国SIR3000型探地雷达，配置了多种发射频率的探测天线。应用该设备已对市政地下管线、公路混凝土板厚、软土路基填筑界面等项目进行了十分成功的试验、应用检测。

例1、柠溪路市政地下管线探测试验。管线埋设时，我们曾目击其开挖、埋设过程。雷达探测试验时，地面新浇灌混凝土带表明了地下管线位置，见图3照片。

雷达探测云图如图4所示，随意探测天线跨越管线位置，仪器接收到来自管线的强烈反射波（云图中箭头所指）；设定雷达波速后

可以判断，管线顶面距地面约1.6m。

图3、柠溪路地下管线探测地面照片

图4、柠溪路地下管线雷达探测云图

例2、珠海平沙某道路工程，路基场地为深达20多米的软基。

路基施工采用抛填、铺反滤砂层、打塑料排水板、分层填压施工。

我们在填筑好的路基顶面用80MHz天线作雷达测试，见图5；得到雷达测试云图如图6a及典型雷达波形如图6b；在图6中明显可见各层面的反射信号（见图中标注）。

图5、平沙某道路顶面的

雷达检测

图6、平沙某道路雷达测试云图及典型雷达波形通过在雷达测试位置钻探证实，雷达测试判断的各层面位置均十

分准确，雷达测试结果与钻探分析结果列于表1。

例3、平沙某道路混凝土面板厚度检测。 检测场地参见图5（一），道路混凝土面板取芯检验厚度为24~26cm ；我们在路面用1500MHz 雷达天线测试，得到测试云图及典型雷达波形如图8a 、b 所示；雷达云图反映的混凝土面板厚度即为24~26cm 。

图8、平沙某路面混

凝土面板厚度检测

表1、 雷达测试、钻探检验结果表 序号

层面名称 雷达测试深度(m) 钻孔检验深度(m) 相对误差 1

反滤砂层顶面 2 2 0 2

反滤砂层底面 2.7 2.75 1.80% 3

抛填土底面 5.2 5.2 0 4 淤泥软土夹砂层 7.5 7.55 0.70%