推着两轮小推车、将笔记本电脑固定在小推车上方支撑板上,再连接数据线缆、运行采集软件……这是运用探地雷达进行地下管网探查的情景。
探地雷达(Ground Penetrating Radar简称GPR)又称地质雷达,透地雷达,是用频率介于106~109Hz的无线电波来确定地下介质分布的一种无损探测仪器。探地雷达由一体化主机、天线及配套软件等部分组成。
探地雷达是通过发射天线向地下发射高频电磁波,通过接收天线接收反射回地面的电磁波,电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射,根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。
地下空洞、不密实等病害的产生,容易导致地面塌陷并危及到漏水点附近的道路、装置等设施,造成重大的经济损失及不良的社会影响。及时探明此类地质病害的严重程度和位置,掌握管线周围土壤介质情况,排除地质病害造成的安全隐患尤为重要。
探地雷达探测技术是近几十年发展起来的一种探测地下目标的有效手段。与其他常规的地下探测方法相比,具有探测速度快、探测过程连续、分辨率高、操作方便灵活、图像直观等优点。探地雷达探测技术作为一种高效的无损探测技术,广泛应用于地下管线及土体病害的探查。
1、地下管线探查
地下管线探查一般采用实地调查和物探方法探查相结合进行。
对于金属管线,采用电磁法原理的感应法、夹钳法和直连法等传统方法可以有效的定位和定深。而对于非金属管线,因其不具备导电性和导磁性,不能使用常规的管线探测仪,给地下管线探测造成了一定的困难,而探地雷达能够很好的解决这一难题。
对于非金属管线主要采用探地雷达法,其基本原理是通过发射天线向地下发射一系列宽频带短脉冲电磁波,主频从十几兆赫到几千兆赫,电磁波在地下介质内波阻抗分界面上引起反射和透射,采用接收天线接收反射波信号,通过雷达主机记录反射回波的时间、相位、振幅、波长等数据,对其进行同相轴变化分析,经过计算机处理、图像合成等手段,得到反映地下目标物的分布位置和状态,从而区分出目标管道。
2、土体病害探查
近年来道路塌陷事件频发,给人们的生命和财产安全造成一定的威胁。造成道路塌陷的原因比较复杂,各种原因往往相互影响、叠加,但地下管线无疑是其中重要原因之一。
通过使用探地雷达进行地质掏空检测,可以检测到内部的一些不密实、疏松、裂缝、层间缝隙、脱空、空洞、含水等病害缺陷。
检测原理:探地雷达根据电磁波在有耗介质中的传播特性,探地雷达以宽频带短脉冲的形式向介质内发射高频电磁波(几MHz-几GHz),当其遇到不均匀体(界面)时会反射部分电磁波,其反射系数由介质的相对介电常数决定,通过对雷达主机所接收的反射信号进行处理和图像解译,达到识别隐蔽目标物的目的。
探地雷达探测技术可以对深浅地质问题进行详细填图和对地下目标进行无损探测等。金马公司拥有多年管道检测实战经验,通过对探地雷达采集到的数据进行分析,可准确查明道路病害原因,了解地下病害体的分布,评估病害对人员、车辆通行安全的影响程度,并制定合理的解决方案,消除安全隐患。相对于传统探测方法来说,探地雷达探测技术优势明显,因此在未来的前景会更加广阔。
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水文与水资源工程
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