探地雷达无损检测在水利工程质量检测中的应用

磁 波 ．另 一个 天线 接收 来 自地 下介 质 界 面 的反 射
波 。电磁 波在 介质 中传 播 时 ．其路 径 、电磁 场 强
度 、波形 将 随所通 过介 质 的 电性 及 几何 形 态 而 变 １ ９ １ ０年 ．Ｌ ｅ ｔ ｍ ｂ ａ ｃ ｈ和 Ｉ 』 ｏ ｗ ｖ在 一 项 德 国专 利
型 的 工程 实例 ．并提 出在 水利 工 程检 测 中应 注 意 的 问 题及 解 决 办法 。
［ 关 键 词 ］探 地 雷 达； 水利 工程 质 量检 测 ； 介 电常 数； 混 凝 土 内部 质 量 缺 陷 ［ 中图 分 类号 ］Ｔ Ｎ ９ ５ ９ ． ６ ［ 文 献标 识 码 ］Ｂ
第Ｏ ２ 期 （ 总第 ３ ６ ９期 ）
【 文章编号］１ ０ ０ ９ － ２ ８ ４ ６（ ２ ０ １ ３ ）０ ２ — ０ ０ ３ ２ — ０ ４
吉 林 水
利
２ ０ １ ３年 Ｏ ２月
探地雷达无损检测在水利工程 质量检测 中的应用
富天生 ．宫 旭：
（ １ ． 辽 宁省 水利 水 电工程质 量检测 中心 ，辽 宁 沈阳 １ １ ０ ０ ０ ３ ； ２ ． 辽 宁省 水利 水 电科 学研 究院 ，辽 宁 沈 阳 １ １ ０ ０ ０ ３ ）
高效 、经济 、高 精度 的无损 检测 方法 一 探地 雷达
无损 检 测法 ．在 水利 工程 混凝 土 质量 检 测 中得 以 广泛 的应用 并得 到相关业 界的认 可和好评
在地 下介 质 中 的传播 速度 ， （ ｍ ／ ｓ ）， 其 大小 由下式
表示 ：
Ｖ ＝ Ｃ ／ 、 ／
（ ２ ）
［ 摘 要 ］探 地 雷 达也 称 地 质 雷达 （ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ Ｐ ｅ ｎ ｅ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｒ ａ ｄ ａ ｒ 简称 Ｇ Ｐ Ｒ）， 探 地 雷 达 无损 检 测 是 一 种新 型 的检 测 技
术 ，具 有 无 损 、 高效 、 经 济 、 高精度 等特 点 。 文 中介 绍 了探 地 雷达 原理 及 其 在 水 利 工程 质 量检 测 中的 应 用 及 典
富天 生等 ２ ０ １ ３年 ０ ２月
橡 胶坝 、水库 等检 测 时 可用 钻 芯机 钻 至钢 筋 表 面 ．准 确标 定 波速 。
５ ． ２缺 陷定 性 与定 量
电磁 波 的影 响 因素 比较 多 ：尤其 当介 质杂 乱 无 序 时 。混 凝 土施 工 过 程 中 ．元 意掺 进 杂物 。 比 如短 小 钢筋 ，施工 废 料 等 。检 测 过程 中外界 异 常
［ 收稿 Ｅ ｔ 期 ］２ ０ １ ２ — １ ２ — ３ １
［ 作者简介］ 富天生 （ １ ９ ８ ２ 一 ） ， 毕 业于沈阳农 业大学水利水电工程 专业 ，学士 学位 ，助理工பைடு நூலகம் 师．从事水电工程质量检 测工作 。
一
３ ２—
吉林 水 利
探地 雷达 无损检 测在 水 利工 程质量 检测 中的应 用
电磁 波在 特定 介质 中的传播 速度 Ｖ基 本 上 由 介质 的介 电性 质决定 ．因此 根据 探 地雷 达 记 录 的 地 面反射 波与反 射波 的时间差 △ Ｔ．即可据下 式算
出异 常 的埋 藏深度 Ｈ：
Ｈ ＝ Ｖ・ △ Ｔ ／ ２ （ １ ） 式 中 ：Ｈ 为 目标 层 厚度 ， （ ｉ ｎ ） ；Ｖ为 电磁 波
式 中 ：ｃ为 电磁 波在 大 气 中 的传播 速度 ．约
为３ ￣ １ ０ ８ ｍ ／ ｓ ：８为 相对 介 电常 数 。取 决 于 地 下 各
层 构成 物质 的介 电常数 雷 达 波 反 射 信 号 的振 幅 与反 射 系 数 成 正 比 ． 在 以位 移 电流 为 主 的低 损耗 介 质 中 ．反 射 系 数 ｒ 可 表示 为 ：
中提 出 ．用 埋设 在一 组钻 孔 中 的偶 极 天 线检 测 地
化 。 由于探 地 雷达 工作 频率 高 ，在 地质 介 质 中 以 位 移 电 流 为 主 ．高 频 电磁 波 传 播 实 质 上 很 少 散
频 ，因此 ，根 据接 收到 波 的旅行 时 间 （ 亦 称 双 程
下 相对 高 导 电性 质 的 区域 ．正式 提 出 了探地 雷 达
的概 念 。 目前 ．探地 雷达 已被 大 量用 于 水利 工程 质 量检 测并 纳入 了规范 ．并取 得 良好 的效果 。混
走时 ） 、 幅度 与 波形 资 料 ，可 推 断 介 质 的 结 构 。
见图 １
凝 土 内部 质 量 检 测 主 要 包 括 混 凝 土 内 部 振 捣不 实 、孔 洞 、混 凝 土 与钢 筋 之 间脱 空 、钢 筋 数 量 、 钢 筋 间距 等质量 检 测 ．以往 检测 方法 主 要有 钻 芯 法 、压水 试验 法 、超声波 法等检 测方 法 【 ２ １ 。随 着 时 代 的进 步 ，新 技术 的发 展 ，一 种 新 型 无 损 、
标 记 ．做 到 细致 的现 场查 看 ，结 合施 工 图纸 ．设
图 ４ 照片 ０ ＋１ ５ ０处 芯
干 扰 ， 比如 洞 内供 电 电缆 、通 信 观 测 器 、发 电 机 ．隧 洞外 横穿 高 压 电线 。仪 器操 作 者 。发 现异
常及 时 复测 校 核 。后 期 资料 整 理 图像处 理 时 。合 理 参 数 设 置 。谨 慎 确 定 影 响源 ，优 质解 释 图像 。 综 合 以上 各种 因素 ．建 议 检 测过 程 中做 好 每一 步
２ 探 地 雷达 无 损检 测 原 理
探 地 雷 达是 利用 超 高频 （ １ ０ ６ Ｈ ｚ 一 １ ０ ９ Ｈ ｚ ）脉
冲 电磁波 检测 地 下介质 分部 的一 种 地球 物 理勘 探 方法 。实 践 证 明 ．它 可 以分辨 地 下 １ ０ — １尺度 的
地 质分 布 。 【 ３ ｌ 探 地 雷达设 备 为一 个天 线 发射 高 频宽 频带 电