某市政道路路基缺陷探地雷达检测报告编 号:检-2013-07项项 目目 名名称称： 某市政道路路基缺陷检测地地点点： 某市某路类类别别： 缺陷检测20132013 年年 7 7 月月 1212 日日注 意 事 项1. 复制的报告或有涂改的报告无效。2. 报告无审核人及批准人签字无效。3. 对报告若有异议，应于收到报告之日起十五日内向检测单位提 出。探地雷达路基缺陷检测报告项目名称: 某市政公路路基检测委托单位: 某市政工程管理处检测人员：李林林，周岩报告编写：白雪冰、李林林、张国峰报告审核：孔祥春探地雷达路基缺陷检测报告目目 录录1. 工程概况 .12. 检测依据及规范 .13. 检测精度要求 .14. 检测方法 .15. 采用的仪器和设备 .46. 测线布置 .57. 数据处理和解释 .58. 探地雷达检测结果 .6附表 1：某路路基缺陷统计表（湖东路至华林路方向） .7附表 2：某路缺陷统计表（华林路至湖东路方向） .8附图：某路检测缺陷统计雷达图像.8探地雷达路基缺陷检测报告1瑞典 MALA 探地雷达测试报告1. 工程概况工程概况略2. 检测依据检测依据及规范及规范依据：根据某市政工程管理处的检测要求。规范：公路工程物探规程JTG/T C22-2009规范：公路路基路面现场测试规程JTG E60-2008规范：公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-20043. 检测精度要求检测精度要求厘米级4. 检测方法检测方法根据协议，检测采用探地雷达法，工作方式为连续探测。探地雷达法(Ground Penetrating Radar Method)是利用探地雷达发射天线向目标体发射高频脉冲电磁波，由接收天线接收目标体的反射电磁波，探测目标体空间位置和分布的一种地球物理探测方法。其实际是利用目标体及周围介质的电磁波的反射特性，对目标体内部的构造和缺陷(或其他不均匀体)进行探测。探地雷达是近年来一种新兴的地下探测与混凝土构筑物无损检测的新技术，它是利用宽频带高频电磁波信号探测介质结构位置和分布的非破坏性的探测仪器，是目前国内外用于测量混凝土内部缺陷最先进、最便捷的仪器之一，天线屏蔽抗干扰性强，探测范围广，分辨率高，具有实时数据处理和信号增强，可进行连续透视扫描，现场实时显示二维黑白或彩色图像。探地雷达工作示意图见图 1。探地雷达通过雷达天线对隐蔽目标体进行全断面扫描的方式获得断面的垂直二维剖面图像，具体工作原理是：当雷达系统利用天线向地下发射宽频带高频电磁波，电磁波信号在介质内部传播时遇到介电差异较大的介质界面时，就探地雷达路基缺陷检测报告2会发生反射、透射和折射。两种介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大；反射回的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，由雷达主机精确记录下反射回的电磁波的运动特征，再通过信号技术处理，形成全断面的扫描图，工程技术人员通过对雷达图像的判读，判断出地下目标物的实际结构情况。探地雷达工作原理见图 2。图 1 探地雷达工作示意图电磁波的传播取决于介质的电性，介质的电性主要有电导率 和介电常数，前者主要影响电磁波的穿透(探测)深度，在电导率适中的情况下，后者决定电磁波在该物体中的传播速度，因此，所谓电性介面也就是电磁波传播的速度介面。不同的地质体(物体)具有不同的电性，因此，在不同电性的地质体的探地雷达主要利用宽带高频 时域电磁脉冲波的反射探测目标 体。 由公式 雷达根据测得的雷达波走时， 自动求出反射物的深度 z 和范围。图 2 探地雷达工作原理探地雷达路基缺陷检测报告3分界面上，都会产生回波。基本目标体探测原理见图 3。（a）孤立体（b）层面体图 3 基本目标体探测原理示意图探地雷达基本参数如下：1、电磁脉冲波旅行时间vzvxzt2422式中：Z勘查目标体的埋深； x发射、接收天线的距离（式中因 Zx,故 x 可忽略） ；V电磁波在介质中的传播速度。2、电磁波在介质中的传播速度rrrccv式中： C电磁波在真空中的传播速度（0.29979m/ns） ；介质的相对r介电常数，介质的相对磁导率（一般）rr13、电磁波的反射系数电磁波在介质传播过程中，当遇到相对介电常数明显变化的地质现象时，电磁波将产生反射及透射现象，其反射和透射能量的分配主要与异常变化界面的电磁波反射系数有关：2 122 122 11222 1122 )()()()(r式中：r 界面电磁波反射系数；第一层介质的相对介电常数；1第二层介质的相对介电常数。24、探地雷达记录时间和勘查深度的关系探地雷达路基缺陷检测报告4tcvtzr21 21式中：Z 勘查目标体的深度；t 雷达记录时间。5. 采用的仪器和设备采用的仪器和设备根据使用领域的要求，本次测试的天线频率范围为 500、250MHz 屏蔽天线；结合现场探测精度和深度，我们选用目前世界上最先进的瑞典 MALA X3M 型探地雷达主机。探地雷达不同频率天线的测深能力不同，频率越低，探测深度越大，但是分辨率会降低；频率越高，探测深度越浅，分辨率会提高。探地雷达探测参数设置：采集参数，根据天线所用天线主频不同，以及测试目的不同，采样频率，采样点、采集时窗有所调整。迭加次数为 8 次自动迭加，距离触发探测方式，纵向探测时采样间隔为 0.03 米。 500MHz 屏蔽天线，探测深度依据地下介质情况，范围约 2-3m；250MHz 屏蔽天线，探测深度依据地下介质情况，范围约 6-7m。检测设备照片如下图所示：图 4 X3M 型探地雷达主机探地雷达路基缺陷检测报告5图 5 250 MHZ 屏蔽天线图 图 6 500 MHZ 屏蔽天线6. 测线布置测线布置250MHz 天线沿着车道行进方向的左、右幅各布置一条测线。500MHz 天线在路口处布置数条横纵垂直的测线。7. 数据处理和解释数据处理和解释探测的雷达图形以脉冲反射波的波形形式记录，以波形或灰度显示探地雷达垂直剖面图。探地雷达探测资料的解释包括两部分内容：一为数据处理，二为图像解释。由于地下介质相当于一个复杂的滤波器，介质对波的不同程度的吸收以及介质的不均匀性质，使得脉冲到达接收天线时，波幅减小，波形变得与原始发射波形有较大的差异。另外，不同程度的各种随机噪声和干扰，也影响实测数据。因此，必须对接收信号实施适当的处理，以改善资料的信噪比，为进一步解释提供清晰可变的图像，识别现场探测中遇到的有限目标体引起的异常现象，对各类图像进行解释提供依据。图像处理包括消除随机噪声、压制干扰，改善背景；进行自动时变增益或控制增益以补偿介质吸收和抑制杂波，进行滤波处理除去高频，突出目标体，降低背景噪声和余振影响。图像解释和识别异常是一个经验积累的过程，一方面基于探地雷达图像的正演结果，另一方面由工程实践成果获得。只有获得高质量的探地雷达图像并能正确的判别异常，才能获得可靠、准确的探测解释结果。 识别干扰波及目标体的探地雷达图像特征是进行探地雷达图像解释的核心内容。探地雷达在接收有效信号的同时，也不可避免地接收到各种干扰信号，产生干扰信号的原因很多，干扰波一般都有特殊形状，在分析中要加以辨别和探地雷达路基缺陷检测报告6确认。主要判定特征：主要判定特征：1. 密实：电磁波反射信号幅值较弱，波形均匀，甚至没有界面反射信号；2. 不密实 破碎：电磁波反射信号幅值较强，同相轴不连续，错断，杂乱， 一般呈区域化分布；3. 孔洞：电磁波反射信号幅值较强，呈典型的孤立体相位特征，通常为规整或非规整的双曲线波形特征，三振相明显，在其下部仍有强反射界面信号；4. 脱空：电磁波反射信号幅值较强，多呈近似水平的带状分布，通常有多次反射信号；5. 高含水: 电磁波反射信号幅值较强，一般以低频成为主，多数伴随有较明显的震荡现象；6. 裂缝：电磁波信号同相轴断开呈尖波状或斜向带状发育，信号幅值较强；7. 管线：典型的管线反射信号为抛物线形（或称为单支双曲线） ，如果管径较小或者埋藏较深，可能看不到抛物线形状；但一般仍有较明显的异常存在；8. 探地雷达检测结果探地雷达检测结果 1、 某路路基缺陷统计报表见附表 1 及附表 22、 某路路基缺陷统计雷达图像见附图探地雷达路基缺陷检测报告7附表附表 1：某路路基：某路路基缺陷统计表缺陷统计表（湖东路至华林路方向）湖东路至华林路方向）某路路基缺陷统计报表（检测方向：湖东路至华林路）某路路基缺陷统计报表（检测方向：湖东路至华林路）缺陷距起点位置及范围缺陷距起点位置及范围( (米）米）缺陷深度范围缺陷深度范围( (米）米）缺陷类型缺陷类型雷达图像编号雷达图像编号290.31.3不密实北大 12192.43.0脱空 含水北大 267730.82.6不密实 孔洞北大 121431760.62.5不密实北大 31821890.62.2不密实北大 42032240.72.6不密实北大 52282320.62.2孔洞北大 62402530.72.4不密实北大 727627912.4不密实 孔洞北大 82822850.72.5不密实 孔洞北大 92902971.32.4不密实北大 103093121.13.0不密实 孔洞北大 113143230.60.8脱空北大 133273310.81.8不密实北大 143433510.82.4不密实北大 153753810.62.2不密实北大 163893940.62.1不密实北大 174384420.62.2不密实北大 184594640.52.0不密实北大 194714790.62.8不密实北大 206116240.72.9不密实 孔洞北大 216266330.61.0脱空北大 22探地雷达路基缺陷检测报告8附表附表 2：某路：某路缺陷统计表（华林路至湖东路方向）缺陷统计表（华林路至湖东路方向）某路路基缺陷统计报表（检测方向：华林路至湖东路）某路路基缺陷统计报表（检测方向：华林路至湖东路）缺陷距起点位置及范围缺陷距起点位置及范围( (米）米）缺陷深度范围缺陷深度范围( (米）米）缺陷类型缺陷类型雷达图像编号雷达图像编号151.12.0不密实 孔洞北大 2363790.81.8不密实北大 241001121.22.1不密实 北大 251491510.22.7裂缝北大 261711791.22.8不密实北大 272362380.62.4不密实 孔洞北大 282452480.62.4不密实 孔洞北大 292732791.1