探地雷達檢測城市道路地下塌陷及其三維可視化

洪丹丹

（上海市巖土工程檢測中心,上海　200436）

探地雷達檢測城市道路地下塌陷及其三維可視化

洪丹丹

（上海市巖土工程檢測中心,上海200436）

摘要：本文簡要介紹了探地雷達技術的探測原理及方法特點，根據探地雷達的優點，對城市道路地下塌陷進行探測。同時本文通過對實際雷達資料的處理與解釋，分析路面塌陷的隱患區，并對隱患區進行三維可視化成圖，使之更加形象、直觀。

關鍵詞：探地雷達；塌陷；三維可視化

1　引言

道路地面塌陷是因道路路面、路基或地下土體在外力因素作用下向下陷落，并在道路路面形成塌陷坑（洞）的一種動力地質現象。此類災害性事故近幾年來逐漸增多，且給社會經濟和人民生命財產造成很大損失。

2　探地雷達技術的探測原理及三維可視化方法技術

探地雷達是利用高頻電磁波（106～109HZ）的反射來探測有電性差異的界面或目標體的一種物探技術。探地雷達探測時，通過發射天線向地下（或其它方向）定向輻射，當脈沖電磁波傳播過程中遇到有電性差異的界面或目標體（介電常數和導電率不同），就會發生反射和散射現象，通過接收天線接受反射回來，幅度大小及雙程旅行時間長短不一的脈沖。

3　案例分析

本文以上海市閘北區中興路育嬰堂路地面塌陷為例進行討論。

3.1地質概況

中興路育嬰堂路路口因路面凹陷進行多次修補；2009年11月3日在修補區域發生路面塌陷，塌陷時地面形成直徑約1m左右的空洞。塌陷發生后采用探地雷達進行探測，根據探測結果，對空洞及疏松區域進行了開挖，同時回填碎石土，由挖機機頭進行夯實處理。

3.2測線布置

根據現場條件，為了能夠有效反映附近區域地下情況，測線布設盡量利用有限工作空間，避開路面障礙物及周圍鐵磁性物體干擾，采用地質雷達（主頻100MHz天線）對現場進行探測，探測前進行相應

中興路育嬰堂路各測線解釋成果表　表1

設備調試、增益調整、疊加、濾波等參數設置。中興路育嬰堂路路口共布設地質雷達測線15條。

3.3探測成果

對每條測線進行分析，可得到各測線的解釋成果表1。

結合上述各測線分析，中興路育嬰堂路口塌陷隱患區影響范圍在1.2m～2.4m之間，具體隱患區域見圖。

3.4隱患區的三維可視化

根據測線解釋成果的異常邊界點的坐標值，利用surfer軟件可雕刻出中興路育嬰堂路路口塌陷的隱患區，使之更加形象、直觀。

4　結論

（1）通過實例探測和分析表明，探地雷達能夠有效檢測城市道路地下塌陷的隱患區域。

（2）三維可視化使得隱患區域更加形象、直觀的呈現出來。

（3）本文所用方法可為今后類似項目的塌陷提供指導作用，亦可推廣應用于檢測地下脫空、涵洞（人防工程、大型排水溝、各種地下管溝）、空洞和含水空洞等。

參考文獻：

［1］楊峰,彭蘇萍,等.地質雷達探測空洞解釋方法研究［J］.中國地球物理,2008,221-222.

［2］岳崇旺,王祝文.利用探地雷達探測地下空洞［J］.世界地質,2007,26（1）,114-117.

［3］戴晟.地質體三維可視化研究與系統實現［D］.上海：華東師范大學,2008.

中興路育嬰堂路探測成果示意圖