探地雷达在岩土工程中的应用

石化磊

摘要：伴随着我国城市化进程的加快，探地雷达技术在我国岩土工程当中的应用愈发广泛。为了进一步提升探地雷达在岩土工程中的应用效率，本文首先针对探地雷达的监测原理、探地雷达的应用氛围进行分析，进一步综合探索探地雷达技术在岩土工程当中的应用策略，以期为相关人员带来一些参考。

关键词：探地雷达;岩土工程;应用策略

在上世纪中期，探底雷达技术已经逐渐被许多国外研究人员所应用，通过将这一检测方法应用到矿业、建筑等工作当中，可以对相应地下水位的详细位置进行明确。探地雷达是一种非破坏性的地表原位探测性技术，能够详细、清晰的面向现场提供实时性的剖面记录，通过这样的方式能够让后续图像更加清晰，为后续工程建设提供更加广泛的应用数据，在无形中提升工程建设的应用效率。

一、探地雷达的探测原理

探地雷达技术是在目前的岩土工程探测领域当中一种较为持续性、具象化等方面都做得较为出色的技术[1]。在目前阶段，其广泛受到许多岩土工程技术人员的关注。在实际工作过程当中，探底雷达通过应用宽带短脉冲的形式下的高频率电子波[2]。同时相应的天线也会通过地面相应的进入到地下当中，另外在通过底层位置传送至地下，在最终经过目标体的反射后传递回地面，这一信号在返回到地面时会传递到相应的天线当中，目前阶段，已被知晓的地下介质的波速V处于已知的情况，那么相应的反应物深度则为公式一所示

公式一反应物深度测量公式

在这一公式当中，α代表的是相位的系数;σ是导电率，ε则为介电系数;μ则为磁导率[3]。

在实际工作中脉冲波的双重方向是根据反射脉冲针对于发射脉冲的延时度加以确定的。探地雷达可以通过应用其自身具备的高射电磁波在发射之后产生的反射波进以针对地下地质的结构进行探测，另外能够面向地下发射中心发送约为50-900mh的短脉冲电磁波，进一步完成对两个天线中点下方物质反射的回波进行接收，在这一时刻，相应的雷达仪就能够合理将这一剖面方向上方以及地质层间的反射回波图形进行获得，如图一所示：

二、探地雷达技术的应用范围

在建筑工程质量检测工作中应用探地雷达是一项十分有效的措施[4]。在开展质量检测工作的过程中，其最根本的要求就是保障检测数据能够清

晰、准确，但是在检测范围内不乏一些较为隐蔽的检测对象，一些较为常规性的方式无法针对这一类隐蔽部分今次那个充分检测，此处就可以应用探地雷达来开展检测工作。在建筑工程当中，不符合建筑工程标准缺陷部位的介质以及符合标准部位的介质与日常生活当中的一般介质具有十分明显的区别[5]。因此就可以通过探测雷达来针对施工当中有所隐蔽的质量性缺陷进行探测。在具体实践过程当中，探地雷达可以用于针对土地含水量、

混凝土浇筑质量等指标进行检测，另外也可用于混凝土钢筋分布、建筑物结构检测以及等诸多方面。

（二）城市基础设施的探测以及检测

将探地雷达技术用于城市基础设施的监测和探测范围涵盖有地下空洞探查、非金属以及金属管线探测、城市路面塌陷等[6]。但由于城市当中存在有许多的干扰源头，因此传统的物理探测方法并不适用于这一部分的探测工作。但是探地雷达的天线上具备有强大的屏蔽功能，可以有效隔绝信号干扰，保障探测过程的高精准度。

三、岩土工程中探底雷达检测技术的实践应用

在全面开展岩土工程施工的前期阶段，相关检测人员应当针对相应工程区域内部的岩土物质分布情况进行详细勘探。在以往进行这一部分勘探活动的过程中，工程师一般需要应用工程试验以及指导探钻的方式来完成勘探活动。但钻探技术的应用十分耗费时间，同时也会大量消耗工程的应用成本。所以通过应用探地雷达技术，并将运用合理的钻探孔技术与相应的探地雷达进行适当组合，通过探地雷达的扫描来详细分析出浅层地质的实际分布情况看，以此为基础来为相关的指导工程师来充分进行施工前期的勘探调查工作。

在实际过程中应用探底雷达针对岩土开展勘探工作的流程如以下所述：

首先，如果测线工作面向的目标是一维体，那么就可以假设相应管线的实际方向会是已知性的方向，因此在这一过程中应当遵循侧线垂直管线长轴的基本原则。如果管线的方向判断为未知，那么这时应当遵循测线与管线之间呈现方格网的原则。如果最终实际的测线目标被确定为二维体，那么应当使测线与二维体的实际整体走向垂直，并且应当切实按照二维体走向的实际变化程度来针對相应的线距进行调整，例如，最终目的题的实际体系较小，那么应当切实根据先大网格后小网格的顺序，并应用大比例尺的相关原则进一步确定目的体位置范围。

其次，测试方法的制定，在实践测定过程中，测定方法主要分为透射法、剖面法以及宽角法。

再次，选择相应的测量参数，在实际探测过程当中，探底雷达的实际测量参数将不会是固定不变的，在岩土工程当中应当针对实际情况以及具体选择来合理地设置测量参数，这一部分内容将会对后续的测量结果产生很大的已年过。在一般情况下，探地雷达的实际测量参数应当考虑以下几个方面

①天线的中心频率

在实际探测过程当中，天线中心频率将可能会受到目的地的体积或是深度的影响，如果在探测场地允许并且实际分辨率处于较高状态时，那么相应的中心频率可以选择应用较低状态的天线，相反，则可以应用中心频率较高的天线。

②时窗

时窗的实际长度可以通过公式1经过估算得知

其中w表示时窗

Hmax表示其最大探测深度

V表示底层的电磁波速度

③扫描点数

探地雷达在工作过程中实际反映出的结果是波形的曲线图，为了从根本上保障数据的准确性，因此保持在一定的频率下时，往往要相应的设置多种采样点，并且最终p，w，s的最终关系应当切实满足：p≥10w·s。

④扫描速率

简单来说就是每一次扫描过程中的次数，其能够十分直观地表现为相应扫描线的密集型程度，如果最终扫描线处于十分密集的范畴，那么可以相应地提升一些天线的移动速度，如果最终增加的是其残疾的范围，那么想要保障采集过程中的扫描线能够完全符合后续开展分析工作的基本要求，那么在相同的一个范围内应当保障具备有20条扫描线。

结束语：通过将探底雷达技术应用在岩土工程当中，可以清晰地为施工单位实时体现出相应的剖面记录，从根本上提升岩土工程的工作效率，更加具象化的为工程提供更加准确的数据。

参考文献

[1]郭君.岩土工程检测中对探地雷达技术的应用分析研究[J].价值工程，2020，v.39;No.558（10）：280-282.

[2]李欣.探地雷达探测地下引水隧道的应用与研究[J].中国市政工程，2019，203（02）：46-50+145-146.

[3]张威，胡绕，刘伍.多频雷达技术在公路隧道路基病害精细探测中的应用研究[J].工程地球物理学报，2020，v.17（01）：110-114.

[4]郭海峰，王中荣，王晨.综合物探技术在岩溶勘察中的应用[J].河北电力技术，2019，038（003）：26-29.

[5]邹根，陈秋南，马缤辉，等.小波阈值法的改进及在地质雷达探测中的应用[J].地质与勘探，2019，v.55;No.486（04）：150-158.

[6]张雪松.探地雷达在市政工程下方缺陷探测中的应用[J].科技经济导

刊，2020，v.28;No.704（06）：38-39.