地質雷達檢測技術試驗研究與探討

石闖++鄒波++韓杰

摘 要：該文通過檢測試驗臺方案設計、試驗臺施工及施工實況記錄，運用地質雷達對埋設鋼筋及非金屬管道進行檢測。針對不同埋深、不同直徑，單層、雙層鋼筋及非金屬管道的檢測，驗證地質雷達性能，研究與探討施工因素對檢測結果的影響，為地質雷達的應用提供參考依據(jù)，并為地質雷達檢測技術學習者建立以該試驗臺為依據(jù)，進行研究、對比分析的基礎檢測圖譜。

關鍵詞：地質雷達 檢測 鋼筋 試驗研究

中圖分類號：U41 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（b）-0025-04

如何快速準確無損地確定結構中金屬和非金屬目標分布情況，是重要的探索研究課題之一。地質雷達檢測系統(tǒng)及技術進步為這一課題的研究提供重要支撐。地質雷達能檢測多層金屬和非金屬目標，能檢測結構缺陷并且不受裝修層影響；檢測結果可用圖像顯示被測部位斷面，直觀簡明，適用范圍較寬泛。該院2015年購置了中電科技集團22所研制的LTD-2100探地雷達系統(tǒng)。為開展該項目試驗教學并為今后在工程中應用積累經驗，通過建設試驗臺、采用地質雷達系統(tǒng)檢測試驗、試驗結果研究分析，為技術人員采用地質雷達進行結構內金屬和非金屬目標檢測提供參考具有重要意義。

1 地質雷達試驗檢測系統(tǒng)

測試儀器LTD-2100探地雷達系統(tǒng)由硬件設備和數(shù)據(jù)處理軟件組成。硬件設備由雷達主機和天線組成。軟件包括數(shù)據(jù)采集軟件和數(shù)據(jù)分析處理軟件等。由于屏蔽天線具有抗干擾和淺層高分辨率的優(yōu)點，該次試驗采用1 500 MHz和400 MHz屏蔽式天線。

2 檢測試驗臺

試驗臺長×寬×高為2.5 m×1.5 m×1.5 m，分為不同深度、不同直徑鋼筋檢測區(qū)、雙層鋼筋網片及金屬目標物檢測區(qū)和不同深度不同管徑PVC檢測區(qū)。設計填充材料采用C30礫石混凝土，按要求分層澆筑，振搗密實，注意確保鋼筋、目標物和管道位置準確。檢測試驗臺施工如圖1、圖2、圖3所示，建成試驗臺如圖4所示。

從施工圖中可看出，由于受施工條件限制，試驗臺周圍采用紅磚砌筑，其中填充主要采用三合土，其內部分有紅磚用做支撐，表面是在上層鋼筋和不同深度不同直徑鋼筋放置后，采用中粗砂灰漿抹面而成。鑒于該模型試驗研究目的是驗證檢測系統(tǒng)性能并進行檢測教學研究分析，因此，詳細記錄了施工過程、填充材料及密實度，以為之后檢測試驗研究分析提供依據(jù)。

3 試驗檢測結果

分別沿4個方向進行多次檢測，從眾多檢測結果中，選擇了4個方面具有代表性的試驗檢測結果，如圖5、圖6、圖7、圖8所示。

4 研究分析

（1）對不同深度不同直徑鋼筋檢測試驗圖譜5研究分析。該圖譜采用1 500 MHz天線檢測。圖中清晰可見6根鋼筋反射波形，檢測效果較好，但圖中檢測出有一明顯傾斜界面，分析為中粗砂漿與填充三合土界面（且鋼筋圖像弧度開口大小及拖尾大小與鋼筋直徑存在相關關系）。

（2）對雙層鋼筋東西向檢測試驗圖譜6研究分析，該圖譜采用1 500 MHz天線檢測。圖中清晰可見上層鋼筋網8根南北向鋼筋反射波形，但由于試驗臺邊界效應影響，而無法檢測出試驗臺邊緣處兩根鋼筋，同樣，下層鋼筋網只測出7根鋼筋反射波形，檢測出的鋼筋波形效果較好。

（3）對雙層鋼筋南北向檢測試驗圖譜7研究分析，該圖譜采用1 500 MHz天線檢測。圖中清晰可見上層鋼筋網5根南北向鋼筋反射波形，但由于試驗臺邊界效應影響，而無法檢測出試驗臺邊緣處兩根鋼筋，同樣，下層鋼筋網只測出7根鋼筋反射波形，，檢測出的鋼筋波形效果較好。

（4）管道檢測試驗圖譜8研究分析。該圖譜采用400 MHz天線檢測。圖中清晰可見不同直徑不同深度3根反射波形，檢測效果較好。

（5）試驗用地質雷達檢測系統(tǒng)，采用1500 MHz高頻天線，對300 mm以內不同深度不同直徑鋼筋檢測效果較好，對200 mm以內直徑12 mm雙層鋼筋網檢測效果較好。

（6）試驗用地質雷達檢測系統(tǒng)，采用400MHz天線，對1 100 mm非金屬埋管檢測效果好。

（7）試驗用地質雷達檢測系統(tǒng)，受試驗臺填充物密實度影響較大，因試驗臺施工時，填充物有三合土、局部使用了磚，且填充物沒有經充分壓實、沉降，試驗臺表現(xiàn)即以中粗砂漿封閉，使試驗臺與工程澆筑混凝土結構實際相差較大。

5 結論

（1）試驗應用表明運用地質雷達檢測結構鋼筋，簡便易行，結果直觀，位置清晰。

（2）試驗用地質雷達檢測系統(tǒng)受檢測物體均勻性影響，增加了檢測結果判斷的難度。

（3）地質雷達檢測系統(tǒng)，受邊緣影響，無法適用于較小斷面結構構件。

（4）為了與工程實際相符，建議修建以混凝土澆筑為填充物，且嚴格按實際施工進行管理的試驗臺；現(xiàn)有試驗臺可做為檢測結構對比試驗使用。

該次試驗研究檢測圖譜，也為今后試驗研究及教學提供了對比分析依據(jù)，具有一定的參考與借鑒價值。

參考文獻

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