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地质雷达在隧道检测中的应用
韩振中黄启舒
贵州省交通建设工程质量监督站贵州贵阳
摘要地质雷达探测利用高频电磁波对不可见目标体进行扫描以确定其内部结构形态和位置在隧道检测
中具有无损、快速和高分辨率等特点。文章介绍了地质雷达的原理及其探测方法并结合实践阐述了地质雷
达在隧道检测中的应用及分析分析结果表明了使用地质雷达检测技术的优越性。
关键词地质雷达隧道检测原理方法
中图分类号文献标识码
随着交通事业尤其是山区高速公路的不断发展隧从几何形态看地下异常体可概括为点状体如孔
道工程的数量逐年增加运营中出现的病害也屡见不洞、管线等和面状体如裂隙、层面等两类在雷
鲜。如隧道在使用过程中常出现衬砌漏水、衬砌侵蚀和达图像上点状体反射为双曲线反射弧面状体反射呈线
衬砌裂损等这些病害影响隧道的正常使用和隧道衬砌状反射。如图。
的耐久性因此如何对隧道进行快速准确的检测尤为
重要。如果采用传统的检验方法即开孔或开槽取样检
测不仅效率低代表性差偶然性大而且破坏了衬
砌的整体性。地质雷达检测技术是近年逐渐成熟起来的
一种高精度、连续无损、经济快速、抗干扰能力强的高
新检测技术现已广泛应用于工程地质、岩土工程、地
基工程、水文地质调查、生态环境等众多领域。
地质雷达原理
探测原理
地质雷达它是利用高频电磁脉冲
图地下异常体反射雷达反射图
波的反射原理来实现探测目的属电磁波探测技术中的
异常区的特征则可通过反射波振幅来判断位置可
一种电磁波在介质中传播时其路径、电磁波强度与
通过反射波走时确定见公式
波形随通过介质的电性质与几何形态不同而变化。因此

根据接收波的旅行时间亦称双程走时幅度与波形等
!
资料可探测介质的结构、构造与埋设物体。地质雷达
式中为异常体埋深为双程走时为收发距
的探测原理如图所示。
ε为电磁波在介质中的传播速度为电磁波在空
!
气中传播的速度ε为介电常数是表征物质的介电性

质或极化能力的一个无量纲的物理参数可查有关参数
或测定取得常见媒质的物性差异见表。当发射和接
收天线沿物体表面逐点同步移动时就能得到其内部介
质剖面图像。
如上表所示部分介质的介电常数差异较大主要
图地质雷达探测原理图与其岩性及其内部附有的电导体有关混凝土的介电常
作者简介韩振中男贵州遵义人工程师从事交通建设工程检测工作。
年期总第期
公路交通科技应用技术版
数则与其骨料及外加剂有关。线和接收天线方向增益系数一致而且有
表主要媒质的物性相对差异λπ≈πε

式中是天线的开口尺寸和分别是雷达波的频率
和光速ε为介质的相对介电常数。发射和接收天线的

效率需要进行测定或商业地质雷达系统的天线效率是给
定的可以根据厂家提供的参数进行计算。
在实际工作中异常体深度是一个非常重要的问
题如果异常体深度超出系统探测深度的那么地
质雷达方法就要排除。
探测的精度
地质雷达的实际使用效果主要取决于其分辨率分
辨率是分辨最小异常介质的能力。分辨率可以分为垂向
分辨率与横向分辨率。垂直分辨率指地质雷达剖面中能
够区分一个以上反射界面的能力。当地层厚