關(guān)于路橋檢測(cè)的地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的研究

孫繼文

摘 要：隨著科技的迅猛發(fā)展與人們對(duì)道路質(zhì)量要求越來(lái)越高，我們通過(guò)以往大量的實(shí)踐結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于地質(zhì)雷達(dá)自身具有無(wú)損、精度高、分辨率高以及所耗成本低等特性，當(dāng)前的路橋檢測(cè)部門應(yīng)當(dāng)將其最大限度地貫穿于道路施工以及檢測(cè)維修的整個(gè)過(guò)程當(dāng)中去。該文主要闡述地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r以及相對(duì)應(yīng)的誤差分析，希望能在今后得到一些借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：路橋檢測(cè) 地質(zhì)雷達(dá)技術(shù) 應(yīng)用 誤差分析

中圖分類號(hào)：F407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）06（c）-0000-0090-01

所謂的地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)其實(shí)指的是一種具有精度高，與此同時(shí)還可以快速成像的高科技技術(shù)之一。歸納的說(shuō)，其實(shí)這項(xiàng)技術(shù)主要就是借助地質(zhì)雷達(dá)根據(jù)所要檢測(cè)的物體屬性發(fā)射與之對(duì)應(yīng)的電波，不僅如此，還可以適當(dāng)?shù)慕邮詹糠謱?duì)該物體加以判斷的發(fā)射波。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的努力研究以及在各個(gè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)作用十分顯著。

1 地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r以及勘測(cè)誤差分析

1.1 發(fā)展?fàn)顩r

如果僅僅論地質(zhì)雷達(dá)概念的提出可以追溯到20世紀(jì)10年代，然后在人們對(duì)其不斷加強(qiáng)研究的過(guò)程中得到越來(lái)越為迅猛的發(fā)展，而且涉及到的領(lǐng)域也是越來(lái)越廣泛。但是值得我們注意的是，由于雷達(dá)所發(fā)射出的電波穩(wěn)定性較差，外加比較復(fù)雜，這樣一來(lái)就會(huì)對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成很大的破壞。鑒于此，一直到20世紀(jì)70年代后，隨著各種電子技術(shù)的興起與發(fā)展，雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也隨之廣泛起來(lái)，并于80年代終于使得第一臺(tái)雷達(dá)設(shè)備問(wèn)世。自從這臺(tái)雷達(dá)設(shè)備的出現(xiàn)，廣大研究學(xué)者產(chǎn)生極其濃厚的興趣，并在未來(lái)的時(shí)間里取得了一些重大突破，其中以成像技術(shù)為代表，這樣一來(lái)就可以在很大程度上提高了它的分辨率，大大幫助到了路橋檢測(cè)。

1.2 地質(zhì)雷達(dá)產(chǎn)生誤差分析

就這一點(diǎn)上來(lái)看，主要表現(xiàn)為：（1）反射信號(hào)時(shí)間差。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，要想十分準(zhǔn)確地對(duì)反射信號(hào)時(shí)間差進(jìn)行記錄，我們首當(dāng)其沖需要做的就是根據(jù)實(shí)際需要確定計(jì)算時(shí)間的起點(diǎn)。話雖如此，但是我們要是將探地雷達(dá)的觸發(fā)點(diǎn)（反射信號(hào)的）看作是物理時(shí)間的起點(diǎn)位置依然會(huì)存在一些問(wèn)題。首先，直達(dá)波信號(hào)和地面反射信號(hào)的干擾如果比較強(qiáng)烈的話，會(huì)使整體記錄面貌變壞，這樣一來(lái)就會(huì)在一定程度上影響增益設(shè)置以及自動(dòng)增益的使用效果。除此之外，天線的位置通常情況下都會(huì)隨著路況的不同而出現(xiàn)起伏顫動(dòng)，在這個(gè)時(shí)候我們要想準(zhǔn)確無(wú)誤的識(shí)別地面反射點(diǎn)的位置并非易事。鑒于此，要想盡可能的提高起始零點(diǎn)的標(biāo)定精度，我們最為常用的做法就是將地質(zhì)雷達(dá)配備自動(dòng)調(diào)零設(shè)置，設(shè)同時(shí)將時(shí)間起點(diǎn)移到地面反射信號(hào)位置。

2 在公路檢測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用

通過(guò)以往大量的應(yīng)用結(jié)果表明，公路路基在通常情況下會(huì)由于含水量過(guò)高、承載力較低、壓實(shí)度無(wú)法達(dá)標(biāo)等綜合原因，會(huì)在很多時(shí)候造成路基產(chǎn)生過(guò)量沉陷，這樣一來(lái)就會(huì)形成空洞或者暗穴，情況嚴(yán)重的話局部還會(huì)產(chǎn)生滑坍等。另外，還會(huì)因?yàn)楣方Y(jié)構(gòu)層透水性差而造成局部出現(xiàn)集水現(xiàn)象。如果是這樣的話就會(huì)產(chǎn)生軟弱體等病害。通過(guò)多年的實(shí)踐情況看來(lái)，形成公路病害的原因是多種多樣的，有本身質(zhì)量所導(dǎo)致的，也有自然風(fēng)化或者是外界作用產(chǎn)生的。有一點(diǎn)值得注意的是，路基和路面問(wèn)題通常是結(jié)伴而行的，而并非獨(dú)立存在，因此在調(diào)查公路病害的過(guò)程中，查明“病因”顯得尤為重要。以下就是地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在路橋檢測(cè)中的幾種主要應(yīng)用。

2.1 檢測(cè)公路基層與路基損壞程度

通過(guò)實(shí)踐表明，如果檢測(cè)出基層及路基損壞的區(qū)段較多的話，在雷達(dá)資料上的結(jié)構(gòu)層會(huì)表現(xiàn)為界面反射凹凸不平，反射波出現(xiàn)一定程度的扭曲。雖然說(shuō)該段基層反射波起伏比較小。但連續(xù)性在通常情況下不是十分好的。如果發(fā)現(xiàn)路床反射非常微弱，但反射起伏程度比較大，這就可以從側(cè)面說(shuō)明路基及基層已遭受外界的破壞。

2.2 檢測(cè)公路路面裂紋

通常而言，裂紋在高速公路病害異常中是肉眼難以捕捉到的。我們可以根據(jù)雷達(dá)探測(cè)原理可得出以下結(jié)論：頻率越高，探測(cè)越淺，分辨率也會(huì)隨之越高，反之亦然。從這一點(diǎn)上來(lái)看，雷達(dá)探測(cè)在通常情況下可有效解決淺層部位的裂紋異常現(xiàn)象，如果是深部的裂紋我們最好的辦法就是采用超聲波探測(cè)法。主要表現(xiàn)為向兩邊分散的產(chǎn)生一定角度的同相軸。

3 地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在修建橋梁工程中的實(shí)際應(yīng)用

通過(guò)多年的實(shí)踐表明，地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在橋梁修筑中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

3.1 地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用于橋梁施工前的地質(zhì)勘察

換言之，就是可以通過(guò)這種地質(zhì)雷達(dá)來(lái)有效檢測(cè)出地質(zhì)條件，從而發(fā)現(xiàn)一些溶洞、夾泥層以及裂縫等所謂的不良地質(zhì)體，這樣一來(lái)就可以很好的提醒施工單位進(jìn)行安全施工做好充足的準(zhǔn)備，比方說(shuō)某一個(gè)橋梁沉降檢測(cè)中，發(fā)現(xiàn)該橋梁竣工通車之后在很短的時(shí)間里有部分橋面出現(xiàn)了不同程度的下沉，在這個(gè)時(shí)候我們應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)就很容易的發(fā)現(xiàn)這是由于地層的底部位置存在較多的裂縫帶以及溶洞。

3.2 地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用于橋梁施工過(guò)程中

通過(guò)多次的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在樁基施工之前我們可以通過(guò)雷達(dá)來(lái)有效的檢測(cè)出基地的實(shí)際地質(zhì)情況，并且在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)溶洞或者夾泥層等一些不良現(xiàn)象后迅速的予以處理，從而保證施工質(zhì)量能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，比方說(shuō)在LTD2100+GC400兆赫的檢測(cè)過(guò)程中，施工人員可以在基底位置布置兩條測(cè)線（具體是安置在哪個(gè)位置依據(jù)實(shí)際情況而定），然后可以沿著邊線緊緊貼住移動(dòng)地面天線進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)過(guò)正確的操作過(guò)后發(fā)現(xiàn)在基底下方的3m處存在較為強(qiáng)烈的反射信號(hào)，工作人員挖開(kāi)后果然是夾泥層，這就證明了雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確無(wú)誤。

3.3 在橋梁建筑竣工后進(jìn)行驗(yàn)收以及維護(hù)中的應(yīng)用

我們可以發(fā)現(xiàn)，在竣工后我們可以通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)正確的檢測(cè)出鋼結(jié)構(gòu)的水平以及垂直分布情況，與此同時(shí)還能夠發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部存在哪些不足之處等，如果一旦發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)分布情況與設(shè)計(jì)資料當(dāng)中的路面厚度不相符合，或者是施工與運(yùn)營(yíng)過(guò)程中所導(dǎo)致的內(nèi)部缺陷等相關(guān)問(wèn)題后，施工單位可以派遣專職人員在第一時(shí)間進(jìn)行處理，從而最大限度地減少人力、物力、財(cái)力的重大損失，保障橋梁為人們出行提供便利。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的快速發(fā)展，因其自身所具備的獨(dú)特性，已經(jīng)應(yīng)用到了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，比方說(shuō)在工程施工過(guò)程中，可以勘測(cè)該工程的地質(zhì)情況等。除此之外，我們必將會(huì)在今后對(duì)這項(xiàng)技術(shù)不斷進(jìn)行研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上加以完善，這樣一來(lái)就可以更加方便地借助更多較為先進(jìn)的技術(shù)，來(lái)提供更加扎實(shí)的技術(shù)保障，從而推動(dòng)地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，為路橋檢測(cè)做出重要的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳兆峰.關(guān)于路橋檢測(cè)的地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014（17）.

[2] 王慶明，王友星.用于路橋檢測(cè)的地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2013（22）.

[3] 鄭建鋒.用于路橋檢測(cè)的地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)[J].科技傳播，2011（3）：218.

[4] 玉英.地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在公路路面檢測(cè)中的應(yīng)用[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014（12）.