地質(zhì)雷達(dá)古建筑論文

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1地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)原理

地質(zhì)雷達(dá)廣泛應(yīng)用于市政工程、地下設(shè)施、考古、地質(zhì)與水文等領(lǐng)域的探測(cè)和評(píng)估，原理是其主機(jī)通過(guò)天線由地面發(fā)射電磁波到地下，當(dāng)電磁波遇到不同電性差異的目標(biāo)體或不同介質(zhì)的界面時(shí)便會(huì)發(fā)生反射與透射，反射波返回地面，又被接收天線所接收。此時(shí)雷達(dá)主機(jī)記錄下電磁波從發(fā)射到接收的雙程時(shí)間t和幅度與波形資料，通過(guò)對(duì)圖像進(jìn)行解釋和分析，確定不同界面及深度、空洞等。

2儀器及測(cè)線布置

采用美國(guó)SIR-20型地質(zhì)雷達(dá)，根據(jù)不同的檢測(cè)深度要求配備270MHZ、100MHZ高頻天線。針對(duì)雞鳴驛古城內(nèi)的地下通道，城墻進(jìn)行探測(cè)，地下通道的檢測(cè)中，測(cè)線垂直通道延伸的方向布設(shè)，城墻的檢測(cè)中，測(cè)線沿城墻走向及垂直城墻走向進(jìn)行探測(cè)。

3測(cè)量參數(shù)

100MHz天線：測(cè)量方式采用連續(xù)測(cè)量，時(shí)窗范圍：150ns（最大探測(cè)深度可達(dá)30m），采樣率：512樣點(diǎn)/掃描，掃描率：32掃描/秒，每2m做一探測(cè)標(biāo)志。270MHz天線：測(cè)量方式采用連續(xù)測(cè)量，時(shí)窗范圍：100ns（最大探測(cè)深度可達(dá)5.0m），采樣率：512樣點(diǎn)/掃描，掃描率：32掃描/秒，每2m做一探測(cè)標(biāo)志，每探測(cè)一條另存為一個(gè)探測(cè)文件。本次探測(cè)工作依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）。

4數(shù)據(jù)處理與分析

通過(guò)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行背景去除、濾波，設(shè)置介電常數(shù)、水平均一化等一系列處理，分析確定地下洞室的位置及深度，橫坐標(biāo)表示探測(cè)的水平距離，縱坐標(biāo)表示距地面的深度。由于空氣與土或與石的介電常數(shù)差異較大，所以當(dāng)結(jié)構(gòu)中有明顯的空隙或空洞時(shí)，地質(zhì)雷達(dá)會(huì)有明顯的強(qiáng)反射信號(hào)。雷達(dá)圖像上可以看出兩處空洞的位置、深度和大小，（a）處空洞頂距地面約1.5m，最深處距地面約4.5m，空洞高度約2m；（b）處空洞頂距地面約2.0m，最深處距地面約3.5m，空洞高度約2m。

5結(jié)論與建議

地質(zhì)雷達(dá)操作簡(jiǎn)單，精度高，能對(duì)地下空洞、城墻內(nèi)部的裂縫破損進(jìn)行檢測(cè)，工程實(shí)例表明，采用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)古建進(jìn)行勘測(cè)是比較準(zhǔn)確和可行的，探測(cè)效果較好，對(duì)古建的評(píng)估和加固提供了有力的支持。但是，地質(zhì)雷達(dá)還存在一定局限性，隨著探測(cè)深度的增大，探測(cè)精度降低，進(jìn)一步影響到探測(cè)質(zhì)量，有時(shí)會(huì)造成誤判，因此建議在古建探測(cè)中，地質(zhì)雷達(dá)、地震面波等多種無(wú)損檢測(cè)方式并用，能取得較好的探測(cè)效果。

作者：孫建超單位：陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院