最新【精品】范文参考文献专业论文地质雷达在隧道检测中的应用及图像分析地质雷达在隧道检测中的应用及图像分析摘要:地质雷达是目前隧道质量检测中使用最为广泛的一种地球物理探测技术，利用地质雷达对隧道的衬砌厚度、衬砌背后空洞以及钢筋、初支钢架分布等情况进行检测早已成为控制其工程质量的一项重要手段和方法。本文对地质雷达技术在隧道检测中的应用进行了介绍，并对典型的雷达图像进行了分析。【关键词】地质雷达；隧道工程；检测；分析：U456.3文献标识码：A：0引言随着国家近几年对交通事业的大力投入，尤其是近几年铁路行业的跨越式发展，大量的高铁、客专、重载铁路项目不断开工建设，我国隧道的数量和长度也在迅速增长。但是在建设的过程中，存在的种种质量问题也是我们不容忽视的。目前隧道开挖主要采用的是钻爆法，爆破效果控制不好，就容易出现超挖或者欠挖的现象，这样就给后续的隧道二衬施工造成一定的难度，也容易出现质量问题，不是衬砌内存在较大空洞就是二衬厚度无法满足设计要求。另外，隧道施工时，往往也存在人为造成的质量问题，如：初支背后放置石棉网，不按设计要求设置衬砌钢筋和初支钢拱架等。这些质量问题如果不及时发现将会给施工和营运安全带来严重的隐患。所以，采用地质雷达对隧道衬砌进行检测就成为控制其工程质量的不可缺少的重要手段和方法。1地质雷达工作原理地质雷达工作原理可以简述为：发射天线将高频电磁波以宽频带脉冲形式发射出来，经目标体反射或透射，再被接收天线所接收。高频电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度和波形将随着介质的电性质及集合形态的改变而变化。因此通过对时域波形的采集、处理和分析，就可确定地下界面或者目标体的空间位置和结构形态。地质雷达具有无损性、高效率、连续检测等特点，特别适合于隧道衬砌质量的检测。检测时，发射天线（T）和接收天线（R）以固定间距沿测线同步移动，其结果可用地质雷达时间剖面图表示，其中横坐标记录了天线所在测线的位置，纵坐标为反射波双程走时，表示雷达脉冲从发射天线出发经电介质界面反射回到接收天线所需的时间，这种记录能准确描述测线下方各反射界面的形态（图1、图2）。图1电磁波遇到目标体反射示意图图2地质雷达时间剖面图电磁波由地面向下发射，再经反射回到地面，行程时间为：式中：z为反射界面深度；v为电磁波在介质中的传播速度；x最新【精品】范文参考文献专业论文为发射天线和接收天线之间的距离。当介质的导电率很低时，电磁波在介质中的波速为：其中：c为光速(c=0.3m/ns)，为地下介质的相对介电常数值，可利用现成数据或测定获得。电磁波在两种不同介质的表面将会发生反射，其反射信号的振幅大小与反射系数成正比，反射系数R可以表示为：式中:为相对介电常数，其中下标1和2分别代表两种不同的介质。从上述公式中可以看出，反射系数与界面两边介质的介电常数有关，介电常数差别越大，反射系数也就越大，因而反射波的能量也就越大，所以该部位就能在雷达图像中被明确的显示出来。正是基于以上电磁波在介质中的传播特点，我们才能利用其进行隧道检测工作，进而对其内部质量进行评价，起到指导下一步施工的目的。2地质雷达现场检测现场测试雷达使用的是美国产的SIR-3000型地质雷达，所用天线为地面耦合式一体化屏蔽天线，发射和接受天线与隧道衬砌表面密贴，沿测线滑动，由雷达主机发射高速雷达脉冲，进行快速连续采集。雷达每秒发射64个脉冲，每米测线约有测点40～60个。雷达时间剖面上各测点的位置和隧道里程要相互联系，为保证点位的准确，在隧道衬砌表面每10米作一里程标记。整理内业资料时，根据标记和记录的首末标及工作中间核查的里程，在雷达时间剖面上标明里程桩号。现场测试的具体情况如下：2.1天线的选择针对本次隧道衬砌的检测情况，主要从分辨率、穿透力和稳定性三个方面综合考虑，我们选择了400M天线。400M天线穿透力强，可以检测围岩和衬砌间是否存在空洞或空隙，测定二衬的厚度、钢筋和钢拱架数量。2.2记录参数的确定根据现场调试结果，确定主要参数如下：1）支架车辆行驶速度控制在5kM/h左右；2）每道采用512个时间采样点；3）400M天...