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摘 要 地质雷达检测技术随着在水利建设当中的不断提高以及广泛的应用,这种技术必定会发挥越来越重要的作用,由于地质雷达的检测技术作为经济快速,高精度,具有直观图像以及连续无损的一种高科技技术,主要是根据地质雷达发射了高频的电磁波,同时也会接收相应的反射波束,从而来判断物体是否存在异常情况的一种技术,把地质雷达的检测应用到建设工程当中,则可以探测和解决工程实际存在的一些问题,所以,这种技术来解决大坝水利工程存在的问题是具有一定实效的,也可以积累一些工程施工经验。此外,这种检测技术由于快速高效,精度较高,所以应用在水利工程当中也具有十分重要的意义。主要介绍了大坝渗漏的应用检测方法,为实现地质雷达技术应用在实际工程中得以准确、经济以及无损检测的措施和思路。
关键词 地质雷达检测;大坝渗漏;应用措施
中图分类号:TV698 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)16-0109-02
在对我国现有的溃坝统计分析以后表明,由于因为渗漏所引发的问题占有多数,所以,造成大坝出现问题的一个重要原因就是渗漏,由此可见,防止渗漏则是改善水利工程的一个重要关键因素。而确保大坝的安全性,就必须要准确快速的找到渗漏的具体位置以及它的损害程度,而通常解决的重要方法必须要进行安全监测,以及分析它的化学成分等,而这些检测方法在解决大坝渗漏的问题上则起到了至关重要的作用。比如说,在检查巡视时一般很难发现大坝内部所存在的渗漏问题,以及所出现的渗流量和渗压等问题,而监测仪器自身是受使用时间限制的,在运行一段时间以后,就不会再准确的提供变化值,也不能够准确的分析和观测到渗流量,在进行检测时受到了范围的限制,所以,建设大坝工程时由于渗漏原因不明,在经过治理后仍未达到预期的效果,因此,在这种情况下,我们必须要找到更好的检测方法,可以准确快速的确定大坝的渗漏位置以及程度,从而应用更好的方法进行解决。
1 地质雷达主要的应用
所谓地质雷达又可以称作为探地雷达,而这种检测是具有连续无损,快速经济以及高精度的一种检测技术,在近些年以来,是在国际上逐渐发展的一项新技术,也是在当前具有较高精度的一种应用技术。由于这种检测技术现在已经应用的非常广泛了,在地基工程、地质、道路、桥梁以及考古等领域都进行了广泛的应用,通常地质雷达具有几种应用方法:有单孔反射、孔中层的成像、地面反射、单孔反射以及地面的层析成像等。在这其中,单孔反射具有两种反射模式,也就是定向反射与全方位反射。在当前阶段,我国基本应用的方法都是地面反射,但单孔反射与层析成像的效果则是最突出的。
由于地质雷达的检测应用在我国使用和试验的时间并不久远,但是也已经获得了一定的成效与积累资料,主要应用于地下水的调查、探析湖底与河底的剖面、探测基岩、地质分层、调查湖底的形态、剖析坝体的深度、普查管网、探测的超前、调查滑坡、探测空、检测坝体的质量、检测路面、检测墙体的质量、检测桥桩的质量,以及定位不明物体等多方面领域都有应用。
2 检测的重要原理
由于探地雷达相似于探空雷达,都是利用高频电磁波以宽频带短脉冲的应用形式,再通过地面传入到地下,根据地下目标经过反射再返回到地面的过程,最后被接收。如果把脉冲波设定一个旅行时间,在已知介质波速时,此时就可以根据我们检测到的数值计算出具体的深度了。因为结构以及材料成分等各个方面都会存在一定的差异,所以在不同介质的特性方面就会存在一定的差异,这也就促使雷达波产生一定的反射,同时被天线接收。在两种不同性质的分界面由于电磁波会产生折射与反射现象,并且它们能量的大小是与物理性质相关的。一般反射和入射的幅值比可以是反射系数,而入射和折射的幅值则是折射系数。由于探地雷达在分辨率与穿透的深度一般是取决介质的电性以及雷达的频率,所以频率如果较低,其穿透的深度则会较大:如果导电率较低时,其穿透的深度会较大。一旦出现较高的频率时,其分辨率则会较高,在目前已经达到了一定的高度。此外,由于电磁波它传播的速度一般是根据物体电性决定的,而其电性一般包括了介电常数以及电导率,它影响了电磁波探测的深度,也会影响它传播的速度,所以,电性介面就是我们通常所应用传播的速度。由此可见,地质物体的不同所具有的电性也是不同的,而在不同电性的分界面则会产生一定的回波。
3 地质雷达的处理应用
在当前情况下,由于地质雷达的检测技术应用在大坝渗漏当中主要是应用了反射的工作方法,但是在国外,早已经开始利用地质雷达技术对大坝做层析成像检测,从而可以更全面的检查出大坝出存在的渗漏隐患。应用地质雷达进行检测的过程当中,一般是通过地质雷达进行发射的天线脉冲电磁波在介质当中出现的透射、绕射、衰减以及透射等方面,但是由于接收天线所收到的电磁能量会存在一定的损失,不可避免地有很大损失,因此,为了可以很好的得到反射波特征,就必须要利用地质雷达对宽频进行详细的记录,而与此同时也就记录了一定的干扰噪音,这是避免不了的。通常地质雷达所反射出的图像主要包括了两种噪声,一种是不相干的噪音,可另一种就是相干的噪音,一般不相干的噪音主要是通过地质雷达内部的雷电所发出的放电声,而相干的噪声一般是因为在变化较剧烈的电性界面所绕射与散射和绕射之间所存在的共振现象产生的。
通常地质雷达所发射的高频脉冲进行传播时,其能量会逐渐的减衰,而主要的原因就是电磁波减少了振幅,主要有以下几方面的原因。
1)由于电磁波在传播的过程当中,会有一部分的能量逐渐的被介质所吸收,所以这就会减少了了电磁波的振幅量。
2)电磁波一般是通过波源逐渐的传播到四周,所以波前面则会越来越大,而正在前行的振幅就会越来越小,重要的原因就是通过几何进行扩散引发的。
3)当电磁波传播在介质当中时存在散射与绕射这两个因素,所以就会出现衰减的现象。通常情况下,由于因素非常复杂,所以比例也非常少。因为电磁波的振幅的出现了减少,这就对于地质雷达所接收的深度振幅存在一定的差距,达到了几个数量级。因此,如果想更加明显的进行观察,则可以在地质雷达的反射波图像中看到大坝的结构,同时也可以采集到雷达记录,作为备用的恢复处理,也可以避免振幅的衰减。
4 结束语
总而言之,把地质雷达的检测应用到建设工程当中,则可以探测和解决工程实际存在的一些问题,所以,这种技术来解决大坝水利工程存在的问题是具有一定实效的。而确保大坝的安全性,就必须要准确快速的找到渗漏的具体位置以及它的损害程度,而通常解決的重要方法必须要进行安全监测,以及分析它的化学成分等,而这些检测方法在解决大坝渗漏的问题上则起到了至关重要的作用。
参考文献
[1]赵志红.地质雷达法在塑性混凝土墙质量检测中的应用[J].山西水利,2010(10).
[2]贺芳工,李福仲.地质雷达在大直沟水库质量检测中的应用[J].水利技术监督,2008(5).
[3]薛桂玉,余志雄.地质雷达检测技术—大坝渗漏检测的新方法[A].2002水工专委会学术交流会议.
[4]张山.地质雷达在工程勘探和检测中的应用[J].地质装备,2001(4).
关键词 地质雷达检测;大坝渗漏;应用措施
中图分类号:TV698 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)16-0109-02
在对我国现有的溃坝统计分析以后表明,由于因为渗漏所引发的问题占有多数,所以,造成大坝出现问题的一个重要原因就是渗漏,由此可见,防止渗漏则是改善水利工程的一个重要关键因素。而确保大坝的安全性,就必须要准确快速的找到渗漏的具体位置以及它的损害程度,而通常解决的重要方法必须要进行安全监测,以及分析它的化学成分等,而这些检测方法在解决大坝渗漏的问题上则起到了至关重要的作用。比如说,在检查巡视时一般很难发现大坝内部所存在的渗漏问题,以及所出现的渗流量和渗压等问题,而监测仪器自身是受使用时间限制的,在运行一段时间以后,就不会再准确的提供变化值,也不能够准确的分析和观测到渗流量,在进行检测时受到了范围的限制,所以,建设大坝工程时由于渗漏原因不明,在经过治理后仍未达到预期的效果,因此,在这种情况下,我们必须要找到更好的检测方法,可以准确快速的确定大坝的渗漏位置以及程度,从而应用更好的方法进行解决。
1 地质雷达主要的应用
所谓地质雷达又可以称作为探地雷达,而这种检测是具有连续无损,快速经济以及高精度的一种检测技术,在近些年以来,是在国际上逐渐发展的一项新技术,也是在当前具有较高精度的一种应用技术。由于这种检测技术现在已经应用的非常广泛了,在地基工程、地质、道路、桥梁以及考古等领域都进行了广泛的应用,通常地质雷达具有几种应用方法:有单孔反射、孔中层的成像、地面反射、单孔反射以及地面的层析成像等。在这其中,单孔反射具有两种反射模式,也就是定向反射与全方位反射。在当前阶段,我国基本应用的方法都是地面反射,但单孔反射与层析成像的效果则是最突出的。
由于地质雷达的检测应用在我国使用和试验的时间并不久远,但是也已经获得了一定的成效与积累资料,主要应用于地下水的调查、探析湖底与河底的剖面、探测基岩、地质分层、调查湖底的形态、剖析坝体的深度、普查管网、探测的超前、调查滑坡、探测空、检测坝体的质量、检测路面、检测墙体的质量、检测桥桩的质量,以及定位不明物体等多方面领域都有应用。
2 检测的重要原理
由于探地雷达相似于探空雷达,都是利用高频电磁波以宽频带短脉冲的应用形式,再通过地面传入到地下,根据地下目标经过反射再返回到地面的过程,最后被接收。如果把脉冲波设定一个旅行时间,在已知介质波速时,此时就可以根据我们检测到的数值计算出具体的深度了。因为结构以及材料成分等各个方面都会存在一定的差异,所以在不同介质的特性方面就会存在一定的差异,这也就促使雷达波产生一定的反射,同时被天线接收。在两种不同性质的分界面由于电磁波会产生折射与反射现象,并且它们能量的大小是与物理性质相关的。一般反射和入射的幅值比可以是反射系数,而入射和折射的幅值则是折射系数。由于探地雷达在分辨率与穿透的深度一般是取决介质的电性以及雷达的频率,所以频率如果较低,其穿透的深度则会较大:如果导电率较低时,其穿透的深度会较大。一旦出现较高的频率时,其分辨率则会较高,在目前已经达到了一定的高度。此外,由于电磁波它传播的速度一般是根据物体电性决定的,而其电性一般包括了介电常数以及电导率,它影响了电磁波探测的深度,也会影响它传播的速度,所以,电性介面就是我们通常所应用传播的速度。由此可见,地质物体的不同所具有的电性也是不同的,而在不同电性的分界面则会产生一定的回波。
3 地质雷达的处理应用
在当前情况下,由于地质雷达的检测技术应用在大坝渗漏当中主要是应用了反射的工作方法,但是在国外,早已经开始利用地质雷达技术对大坝做层析成像检测,从而可以更全面的检查出大坝出存在的渗漏隐患。应用地质雷达进行检测的过程当中,一般是通过地质雷达进行发射的天线脉冲电磁波在介质当中出现的透射、绕射、衰减以及透射等方面,但是由于接收天线所收到的电磁能量会存在一定的损失,不可避免地有很大损失,因此,为了可以很好的得到反射波特征,就必须要利用地质雷达对宽频进行详细的记录,而与此同时也就记录了一定的干扰噪音,这是避免不了的。通常地质雷达所反射出的图像主要包括了两种噪声,一种是不相干的噪音,可另一种就是相干的噪音,一般不相干的噪音主要是通过地质雷达内部的雷电所发出的放电声,而相干的噪声一般是因为在变化较剧烈的电性界面所绕射与散射和绕射之间所存在的共振现象产生的。
通常地质雷达所发射的高频脉冲进行传播时,其能量会逐渐的减衰,而主要的原因就是电磁波减少了振幅,主要有以下几方面的原因。
1)由于电磁波在传播的过程当中,会有一部分的能量逐渐的被介质所吸收,所以这就会减少了了电磁波的振幅量。
2)电磁波一般是通过波源逐渐的传播到四周,所以波前面则会越来越大,而正在前行的振幅就会越来越小,重要的原因就是通过几何进行扩散引发的。
3)当电磁波传播在介质当中时存在散射与绕射这两个因素,所以就会出现衰减的现象。通常情况下,由于因素非常复杂,所以比例也非常少。因为电磁波的振幅的出现了减少,这就对于地质雷达所接收的深度振幅存在一定的差距,达到了几个数量级。因此,如果想更加明显的进行观察,则可以在地质雷达的反射波图像中看到大坝的结构,同时也可以采集到雷达记录,作为备用的恢复处理,也可以避免振幅的衰减。
4 结束语
总而言之,把地质雷达的检测应用到建设工程当中,则可以探测和解决工程实际存在的一些问题,所以,这种技术来解决大坝水利工程存在的问题是具有一定实效的。而确保大坝的安全性,就必须要准确快速的找到渗漏的具体位置以及它的损害程度,而通常解決的重要方法必须要进行安全监测,以及分析它的化学成分等,而这些检测方法在解决大坝渗漏的问题上则起到了至关重要的作用。
参考文献
[1]赵志红.地质雷达法在塑性混凝土墙质量检测中的应用[J].山西水利,2010(10).
[2]贺芳工,李福仲.地质雷达在大直沟水库质量检测中的应用[J].水利技术监督,2008(5).
[3]薛桂玉,余志雄.地质雷达检测技术—大坝渗漏检测的新方法[A].2002水工专委会学术交流会议.
[4]张山.地质雷达在工程勘探和检测中的应用[J].地质装备,2001(4).