地質(zhì)雷達(dá)在公路質(zhì)量檢測領(lǐng)域中應(yīng)用
時(shí)間:2022-11-23 11:28:56
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摘要:首先對地質(zhì)雷達(dá)基本原理及地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行了分析,隨后對其應(yīng)用范圍展開探討,如公路路面厚度檢測、公路路基和路面病害檢測、公路路面局部密實(shí)度不均勻、脫空問題、公路裂隙以及路面塌陷問題檢測等。結(jié)論證實(shí),在實(shí)際應(yīng)用中,地質(zhì)雷達(dá)各方面應(yīng)用前景較為廣闊,在公路檢測中具有重要意義,能夠提高公路工程建設(shè)質(zhì)量,擴(kuò)大社會效益,避免諸多事故的發(fā)生,促進(jìn)我國公路事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:地質(zhì)雷達(dá);公路質(zhì)量;檢測領(lǐng)域;應(yīng)用
1地質(zhì)雷達(dá)基本原理及地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)分析
地質(zhì)雷達(dá)簡稱GRP,主要是通過高頻電磁波對地下介質(zhì)電性分布情況進(jìn)行探測,在近些年公路檢測中得到有效應(yīng)用。地質(zhì)雷達(dá)具有較高的應(yīng)用優(yōu)勢,能夠?qū)こ陶归_無損和連續(xù)性檢測,實(shí)際檢測精度值較高,工作效率良好。地質(zhì)雷達(dá)主要是由雷達(dá)主機(jī)與天線系統(tǒng)構(gòu)成,主機(jī)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)成,天線系統(tǒng)通過該發(fā)射裝置與接收天線進(jìn)行作用。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要是為了更好地觸發(fā)信號,將不同信號數(shù)字模擬化處理,然后將多項(xiàng)數(shù)據(jù)有效保存。天線系統(tǒng)主要是對各項(xiàng)信號進(jìn)行接收與發(fā)送,將電磁波信號與發(fā)射脈進(jìn)行有效互轉(zhuǎn)。地質(zhì)雷達(dá)基本工作原理是通過高頻電磁波以寬帶脈沖形式,借助天線通過不同角度傳輸?shù)焦饭こ淌┕ゎI(lǐng)域中,然后在電性查體基礎(chǔ)上,將不同物體信號進(jìn)行反射,高頻電磁波以及接收天線會在不通介質(zhì)特性影響下發(fā)生相應(yīng)改變。所以需要相關(guān)技術(shù)人員對接收的時(shí)域波進(jìn)行處理,更好地掌握地質(zhì)體空間結(jié)構(gòu)與具體位置。在公路工程質(zhì)量檢測中應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)技術(shù),在施工活動(dòng)開展之前可以通過此項(xiàng)技術(shù)對施工區(qū)域工作面地質(zhì)情況以及水文條件等進(jìn)行勘探分析。在過去地質(zhì)勘探技術(shù)應(yīng)用過程中主要是采取工程鉆探為主,此類方式消耗的資源以及時(shí)間量較大。如果地質(zhì)條件變化系數(shù)較高,或是巖層條件較為復(fù)雜,在工程中單方面借助工程鉆探會產(chǎn)生不同程度誤差問題,容易在后期工程建設(shè)過程中導(dǎo)致多項(xiàng)建設(shè)事故的發(fā)生。通過地質(zhì)雷達(dá)技術(shù),能夠準(zhǔn)確掌握地質(zhì)情況,避免各項(xiàng)事故的發(fā)生。地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在公路工程檢測中能夠?qū)λ淼拦こ虜鄬?、溶洞情況進(jìn)行分析。對檢測空間具體情況和規(guī)模進(jìn)行勘測。如果斷層中存有裂隙等問題時(shí)需要添加填充物,與諸多物質(zhì)產(chǎn)生電性差。通過地質(zhì)雷達(dá)能夠探究裂隙存在情況,從而為斷層基本地質(zhì)情況提供相應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。
2地質(zhì)雷達(dá)在公路質(zhì)量檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用探析
2.1公路路面厚度檢測
在我國公路傳統(tǒng)路面厚度檢測中主要采取挖坑檢測法以及鉆芯取樣法,此類方法在實(shí)際應(yīng)用中具有盲目性,生產(chǎn)耗時(shí)量較大,整體效率較低,對原有的路面結(jié)構(gòu)會造成破壞性,在目前交通情況較為復(fù)雜的背景下具有較大風(fēng)險(xiǎn)性。通過電磁波反射原理研制出無載波脈沖地質(zhì)雷達(dá)能夠?qū)Φ孛嫔现T多目標(biāo)進(jìn)行無損、實(shí)時(shí)、連續(xù)檢測,獲取相關(guān)成像,能夠?qū)β访婧穸荣|(zhì)量進(jìn)行有效檢測。在當(dāng)前公路質(zhì)量檢測過程中需要對路面厚度進(jìn)行過檢測,在正常情況下公路路面厚度需要達(dá)到20cm。在對公路厚度進(jìn)行探測時(shí),需要對誤差范圍進(jìn)行控制,正負(fù)保持在1cm范圍內(nèi)。在水泥混凝土以及瀝青混凝土中電磁波實(shí)際傳播速度要能達(dá)到0.1m/ns,確保檢測厚度誤差能夠保持在1cm范圍內(nèi)。在公路路面厚度檢測過程中根據(jù)電測脈沖在路面與路基中的基本反射時(shí)間以及傳輸速度,能夠獲取路面厚度。所以厚度是路面檢測中的關(guān)鍵之處,需要分析路面底界面回波時(shí)間,確定基本傳輸速度,獲取電磁波在路面基本傳遞速度以及厚度值,這樣能夠更好地提升公路質(zhì)量檢測效率。
2.2公路路基和路面病害檢測
現(xiàn)階段公路交通情況日趨復(fù)雜化,公路一旦建完之后進(jìn)入應(yīng)用階段,公路路基與路面會受到自然條件以及車輛荷載問題影響產(chǎn)生不同變化。路基會產(chǎn)生不同程度沉降問題,逐漸形成空層、空洞、暗穴、滑塌的損壞問題,路面會出現(xiàn)車轍、裂縫等問題。通過地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)能夠勘測路基、路面剖面圖,然后掌握路面實(shí)際損害程度以及受損范圍,這樣能夠?yàn)楹罄m(xù)路面檢修及養(yǎng)護(hù)提供有效依據(jù)。
2.3公路路面局部密實(shí)度不均勻、脫空問題
在公路工程項(xiàng)目建設(shè)過程中,在路面施工中需要采用不同的鋪筑材料,不同材料具有不同分層結(jié)構(gòu),會形成介電特性的基本差異,但是實(shí)際獲取的圖像中信號傳遞強(qiáng)度具有一致性,各項(xiàng)結(jié)果誤差值較小。從理論角度來看,在公路表面層與基層和密集區(qū)進(jìn)行結(jié)合,不同層之間產(chǎn)生的波形具有規(guī)則平滑性,不會出現(xiàn)雜波的反射問題。當(dāng)公路項(xiàng)目中的水分不能及時(shí)排出時(shí),地表水會逐步滲入,導(dǎo)致不同表層之間出現(xiàn)松散問題,情況嚴(yán)重會導(dǎo)致空隙問題不斷擴(kuò)大。在一段時(shí)間內(nèi),該層介電常數(shù)會發(fā)生相應(yīng)變化,層數(shù)之間的常數(shù)差異值不斷擴(kuò)大。根據(jù)雷達(dá)波發(fā)射界面和傳播界面基本特征,能夠看出反射界面基本變化情況,實(shí)際傳播速度在不斷降低,通過地質(zhì)雷達(dá)能夠獲取相關(guān)圖像。
2.4公路裂隙以及路面塌陷問題檢測
目前公路路面裂隙問題較為常見,裂隙周邊介質(zhì)介電質(zhì)會因?yàn)榱严端兓a(chǎn)生相應(yīng)改變,雷達(dá)電磁波在邊界位置會產(chǎn)生不同反射問題。相關(guān)技術(shù)人員需要采取判定措施,針對不含水的基層裂隙和表面反射波在地質(zhì)雷達(dá)異常剖面圖中同相軸中斷,實(shí)際表現(xiàn)是在兩側(cè)同相軸出現(xiàn)不同的錯(cuò)動(dòng)問題。在富水基層裂隙所對應(yīng)的地質(zhì)雷達(dá)異常剖面圖中能夠觀察到串珠型的線性異常問題。在公路建設(shè)危害中,其中基層富水是主要危害,致使公路強(qiáng)度值不斷降低,公路路面抗剪強(qiáng)度值降低,如果地域車輛荷載會直接導(dǎo)致公路出現(xiàn)較為嚴(yán)重的變形問題。此外,水自身具有較高的介電性,會導(dǎo)致非富水區(qū)與基層富水層之間存在較大的介電性差異。從探地雷達(dá)檢測圖像中能夠?qū)殡娦圆町愡M(jìn)行判斷,掌握非富水區(qū)域和基層富水區(qū)之間的節(jié)點(diǎn)差異,實(shí)際圖像表現(xiàn)為長波以及云斑狀特征。
3地質(zhì)雷達(dá)在公路質(zhì)量檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用前景分析
從相關(guān)資料記載中可以看出,我國是世界上最早在公路質(zhì)量檢測中應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測的國家之一,隨著近些年我國各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的快速發(fā)展,地質(zhì)雷達(dá)探測措施應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大。加上我國城市化進(jìn)程不斷加快,公路工程建設(shè)范圍在逐步拓展,所以提高公路工程建設(shè)質(zhì)量以及質(zhì)量檢測驗(yàn)收工作對提高工程安全性、穩(wěn)定性、社會效益等方面具有重要意義。隨著各項(xiàng)質(zhì)量檢測手段的不斷完善,地質(zhì)雷達(dá)各方面應(yīng)用性能也會隨之完善,能夠全面解決公路路面破損等問題。在實(shí)際應(yīng)用中,地質(zhì)雷達(dá)各方面應(yīng)用前景較為廣闊,在公路檢測中具有重要意義,能夠提高公路工程建設(shè)質(zhì)量,擴(kuò)大社會效益,避免諸多事故的發(fā)生,促進(jìn)我國公路事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。
4結(jié)語
綜合上述,地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)屬于精確性較高、安全無損、高速的檢測技術(shù),目前需要對此項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)展開全面評價(jià)。目前在公路質(zhì)量檢測中應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景,但是技術(shù)應(yīng)用中仍舊存在較多問題,需要從實(shí)踐中加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用,解決各項(xiàng)工程問題,促進(jìn)工程建設(shè)項(xiàng)目長遠(yuǎn)發(fā)展。
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作者:高偉杰 單位:河北省公路工程質(zhì)量安全監(jiān)督站
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