用于路桥检测的地质雷达技术?
一、前言
地质雷达(又称探地雷达,GroundPenetratingRadar,简称GPR)检测技术是一种高精度、连续无损、经济快速、图像直观的高科技检测技术。它是通过地质雷达向物体内部发射高频电磁波并接收相应的反射波来判断物体内部异常情况。作为目前精度较高的一种物理探测技术,地质雷达检测技术已广泛应用于工程地质、岩土工程、地基工程、道路桥梁、文物考古、混凝土结构探伤等领域。
二、地质雷达的工作原理
地质雷达仪器主要由控制单元、发射天线、接收天线、笔记本电脑等部件组成。工作人员通过操纵笔记本电脑,向控制单元发出命令;控制单元接收到命令后,向发射天线和接收天线同时发出触发信号;发射天线触发后,向地面发射频率为几十至几千兆赫的高频脉冲电磁波;电磁波在地下传播过程中,遇到电性不同的界面、目标或局域介质不均匀体时,一部分电磁波反射回地面,由接收天线接收,并以数据的形式传输到控制单元,再由控制单元传输到笔记本电脑,以图像的方式显示。对图像进行处理分析,便可得出地下介质分布情况,从而实现检测的目的。其工作流程如图1所示。
按照现场测量和数据采集技术,地质雷达检测技术可以分为剖面法、宽角法、多天线法等几种方法。其中最为常用的是剖面法,即发射天线和接收天线以固定间隔距离沿测线同步移动的一种测量方法。发射天线和接收天线同时移动一次便获得一个记录。当发射天线与接收天线同步沿测线移动时,就可以获得一系列记录组成的地质雷达时间剖面图像。其中横坐标为天线在地表测线上的位置,纵坐标为电磁波从发射天线发出经异常介质反射回到接收天线的双程走时。当发射天线与接收天线之间的距离相对天线与异常介质的距离很小时,可以近似认为双程走时正比于天线与异常介质的距离。
三、地质雷达误差产生分析
1、反射信号时间差
要想准确地记录反射信号时间差,首要的问题是确定计算时间的起点。依据地质雷达的工作原理,可以把探地雷达的反射信号的触发点看作是物理时间的起点,但是这样也存在不少问题尚待解决:
(1)强烈的直达波信号和地面反射信号的干扰,使记录整体面貌变坏,影响增益设置和自动增益的使用。
(2)天线的位置随着路况的不同而起伏颤动,识别地面反射点的位置要花费大量的精力。
为了提高起始零点的标定精度,地质雷达一般备有自动调零设置,设计用自动软件将时间起点移到地面反射信号位置。同时,还要辅用一些校正方法。校正的方法是:首先显示整条波形扫描曲线,在扫描曲线中辨认出直达波和地面反射波,然后将原点时间光标移动到地面反射的位置。
2、介电常数的标定
介电常数决定介质中电磁波的传播速度,因此介电常数能否正确标定是能否测定路面厚度的另一个重要因素。标定介电常数的传统方法主要有数学模型计算、利用钻芯厚度标定以及反射波波幅推导3种。
四、在公路检测中的应用
公路路基往往由于含水量过高、承载力不足、压实度达不到要求等原因,而使路基产生过量沉陷,形成空洞、暗穴,有时局部还会产生滑坍等。面层在行车荷载的反复作用和自然风化因素的影响下,会逐渐出现损坏,形成路面沉陷、车辙推移、开裂等。另外,由于公路结构层透水性问题使局部集水。而产生软弱体(或软弱层)等病害。公路病害的形成原因是多方面,有本身质量造成的,有自然风化、外界作用产生的,路基问题与路面问题也不是独立形成的,两者相互作用、互相影响,因此在公路病害调查中,查明“病因”十分重要。本文特选了几个典型路段作针对性检测试验。这些路段的路面破损明显,出现了坑槽、车辙、推移、裂痕、路面沉陷、桥头跳车等多种病害。
1、公路基层及路基损坏检测
本次检测出基层及路基损坏的区段较多,在雷达资料上,结构层损坏表现为界面反射起伏不平,反射波扭曲,连续性差。该段基层反射波起伏虽不大。但连续性较差。而路床反射微弱,但反射起伏较大,说明路基及基层已破坏,路基损坏较严重。
2、公路路面脱空检测
检测位置在某铁路桥南侧。该段路面已损坏,从资料上分析,基层损坏明显,垫层与路床界面起伏不平,说明基层、垫层内部介质横向上已发生变化,基层内部界面不明显。分析该段路结构层:面层底面反射时间2.94ns。埋深16cm;基层底部反射时间11.18ns,埋深71cm。桥头以南仁20m范围内,面层之下有一明显软弱夹层,形成路面脱空,检测资料上反映为一夹层反射,以中部为最厚,反射时间为2.2l-5.74ns,厚约5cm,其下基底界面已十分微弱,说明基层工程特性较差。
3、公路路面裂纹检测
裂纹在高速公路病害异常中表现比较细小。根据雷达探测原理可知:频率越高,探测深度越浅,分辨率也越高;反之频率作者简介:蒲茹英,河北无极县质量技术监督局。低,探测深度越深,分辨率也相应下降。所以雷达探测一般可解决浅部的裂纹异常,深部的裂纹可考虑采用超声波法进行探测。深裂纹异常表现为向两边分散的有倾斜度的同相轴,浅部裂纹雷达图象异常与此相似,但表现不太明显。
4、公路路面下沉检测
路面下沉可能由于建设初期压实度不够或后期长时间负载以及路基强度不够等造成的,在雷达图象上主要表现为同相轴不水平,有一定的倾斜度。
5、公路路面钢筋网检测
公路路面钢筋网异常时,雷达探测是根据电磁波原理进行探测,所以对铁磁性的物质感应特别明显,主要表现为同相轴有波峰突起,图象情况跟钢筋疏密有关,疏时同相轴呈小弧行,密集情况时则连成了一片。
6、公路路面密实度检测
由于建设初期压实度不够或其它原因引起,部分桥台和路段存在不密实区。在该范围内介质通常不均匀,与周围的介质之间存在一定的差异。在雷达波形图中表现波形比较紊乱,与正常的路面雷达图象相比层状波形少,与空洞异常相比,多次波相对也较少。
四、在隧道工程中的应用
地质雷达在隧道中的应用主要针对有混凝土衬砌结构检测、隧道病害检测。主要解决以下问题:
1、衬砌厚度及衬砌钢筋检测
检测隧道衬砌结构各层厚度是否达到设计要求,原理与公路层厚度检测类似。又由于钢筋属于良性导体,当雷达波从介质入射到导体表面时,由于存在较大的电磁性差异,必然产生反射现象。从电磁波理论可以知道,金属材料对雷达波具有很强的反射能力。所以可使用地质雷达技术对隧道衬砌结构中钢筋的分布和密度进行检测。
2、超前预报
隧道的特点是断面大、距离长、地质条件复杂。不良的地层条件极易引起隧道塌方、涌水等事故的发生。然而隧道工程所处环境的复杂性和不可预见性给安全施工带来了不小的难度。为了尽量避免出现施工事故,在有地质资料和理论分析作为参考依据的情况下,结合地质雷达的超前探查技术对隧道围岩变形进行有效的监测,实时分析和掌控隧道的变形情况,并对隧道的衬砌状态进行评价,可为施工提供指导性依据,从而达到安全施工的目的。
3、渗漏水
水对雷达波有强烈的反射,所以可以利用地质雷达探测衬砌背后水的聚集情况,为防水与排水提供一定的依据。
结论:
地质雷达技术虽然是一项较为前沿的检测技术,但是以其独特的优越性,已经在公路与桥隧结构施工及后期检测养护等领域得到广泛的应用。例如,在工程建设前期,可利用地质雷达对地质概况进行勘查探测,确定地质结构、查找不良地段;在工程建设过程中,利用地质雷达可以准确地探测出路面结构层的厚度,进而使施工质量得到保证。
以上由中达咨询搜集整理
更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:https://bid.lcyff.com/#/?source=bdzd
威宁路桥旅游景点介绍图片 威宁道路规划
岛上居民200人,分聚于黄海村、山头村和长大古村,属黄琅乡管辖。3、陈安宝烈士陵园陈安宝烈士陵园位于浙江省台州市路桥区横街镇飞外山。1995年9月,路桥...一、织金洞世界地质公园溶洞中遍布石笋,石芽,石柱,千奇百态,发挥自己的想象力会有更精彩的体验,地下塔林,银杏树,大画卷,小场景,美不胜收,令人流连忘返,...
中国地质工程集团和中国路桥哪个好
中国路桥工程有限责任公司是经国务院国有资产监督管理委员会批准,承继中国路桥集团业务的国有大型企业。主要从事工程承包、施工、设计、监理、咨询以及国际贸易等业务。2、中国地质工程集团公司(简称中地集团公司、英文简称CGC)于1982年经中华人民共和国国务院批准成立,并在国家工商行政管理总局登记注册,现...
路桥顶岗实习总结
总结怎么写才不会流于形式呢?以下是我帮大家整理的路桥顶岗实习总结,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。 路桥顶岗实习总结1 在学习了相关的专业内容后,由于理论和实际总有具体的差别,路桥工程的学习,不仅要注意知识的积累,更应该注意能力的培养,为了让我更好的掌握知识,联系实际,举一反三,老爸为我安排了...
河北省交通规划设计院管理团队
经过多年的积累与成长,河北省交通规划设计院构建了一支实力强大的管理团队,他们凭借深厚的人力资源储备,科研实力显著提升,配备了业界领先的技术装备,确保了项目的高质量进行。院内已荣获多项河北省科技成果证书,[1]充分体现了其在技术创新方面的领先地位。根据官方资料,[2]该机构现有员工总数达到410...
本人从事路桥隧和土建测量多年,经验丰富,设备齐全,有需要的,公活私活均...
本人从事路桥隧和土建测量多年,经验丰富,现供职与国企,有全套设备和人员配置,包括精密水准仪,高精度全站仪和GPS等,现居住于重庆市江津区,有需要的可以联系邮箱...工程建设的区域地质和结构的基础上,他们的自然状态下的应力和机械性能,不仅直接决定了设计和建设的基础,往往涉及到项目设施的位置,建筑和施工材料的选择,地...
探讨路桥工程建设中路基路面的施工技术:路基路面施工技术细则
但在施工过程中也出现了许多问题,同时也引起了社会的广泛关注,如何解决公路桥梁路基路面的施工技术问题,就需要我们在设计上即要注重内部结构,也要考虑外部协调,要加大施工工艺和方法的应用,来提高公路桥梁路基路面的质量,推动公路桥梁建设的高效快速发展。本文针对路桥工程建设中路基路面的施工技术进行分析和探讨。 【关键...
现代中华儿女报效祖国,为国争光的资料
李四光在科学史上的贡献,莫过于创立了地质力学这一新兴边缘学科。他著有《地质力学概念》一书,认为地壳运动中发生岩石变形是由于地应力作用的结果。 1947年...赵万江是场馆路桥施工单位现场指挥,施工队伍进场两年来,休假日总和还没超过半个月。由于路桥施工的特殊性,他每天要围着施工现场绕4至5圈,一天就是将近30...
台州路桥区周边,有哪些适合带孩子感受大自然的好去处?
九峰山:位于台州市区西北部,是一个集山水风光、佛教文化于一体的旅游景区。山上有多处古迹和寺庙,同时也是一个自然保护区。在这里,孩子们可以在爬山的过程中欣赏到美丽的自然风光,同时也能了解到一些佛教文化知识。总之,台州路桥区周边有很多适合带孩子感受大自然的好去处,无论是海边、山区还是湿地...
具体了解西安有那些设计院是专门从事路桥设计的?
公司持有由建设部颁发的公路行业(公路)甲级设计资质证书;综合类勘察甲级资质证书;国家计委颁发的公路(含桥隧)咨询甲级资质证书;岩土工程、工程测量咨询乙级资质证书;国土资源部颁发的地质灾害防治工程勘察甲级、设计甲级、施工甲级资质证书;建设部颁发的公路工程施工总承包壹级资质。陕西华路通交通科技发展...
大疆无人机在路桥工程上的应用
DJI大疆无人机近几年来发展比较快,由于无人机成本相对较低、无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便等的优势,使得无人机在航空拍照、地质测量、高压输电线路巡视、油田管路检查、高速公路管理、森林防火巡查、毒气勘察、缉毒和应急救援、救护等民用领域应用前景极为广阔。无人机在国内路桥隧...
商青灵泰: 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10^6-10^9Hz的无线电波来确定地下介质分布的一种方法.探地雷达的使用方法和原理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...
镇坪县17525294722: 路桥施工里用到哪些新技术? - ?
商青灵泰: 随着社会经济的不断进步及科学技术的快速发展,在道路桥梁工程建设中越来越多的新技术、新工艺应用于施工当中,这些技术的应用极大地提高了我国路桥建设的质量,并推动了我国道路桥梁事业的快速发展.现阶段我国道路桥梁工程施工过...
镇坪县17525294722: GPS在公路测量中的应用? - ?
商青灵泰: 在公路选线勘察和设计过程中,将会采用遥感信息的智能化识别和信息分类提取,获取所需要的工程地质信息,直接应用于路线方案的设计中.三维的影像和地形可以直观地进行工程边坡设计、路线平纵参数设计、计算工程量.利用虚拟现实技术,用三维的卫星图像和航空正射影像可以模拟飞行,预览路线实地景观,实现室内选线、并渗入到公路工程勘测设计及建设实施的各个环节中,将大大提高工程建设的合理性和准确性.
镇坪县17525294722: 公路工程压实度评定怎么做? - ?
商青灵泰: 检验评定段的压实度代表值K(算术平均值的下置信界限)为:K=K1-(ta/ Ft)*S大于等于K0式中:k1——检验评定段内各测点压实度的平均值; ta----t分布表中随测点和保证率(或置信度o)而变的系数;乙见表9-1采用的保证率:高速公路、一...
镇坪县17525294722: 公路隧道测量 - ?
商青灵泰: 公路隧道测量主要包括:洞门边仰坡放样,隧道开挖放线,拱架支护及校检,路面及基层放线校检,IV类以下及特殊类围岩要求仰拱放线,钢筋绑扎后校检(实际工作中要做的就这些) 还可以细分出什么弃渣便道设计放线等很多小的施工工艺放线就看实际工作情况了.
镇坪县17525294722: 公路工程质检员和市政质检员一样嘛RT - ?
商青灵泰:[答案] 一样的,市政包括了公路