引言：一种普遍存在于水利工程边坡保护和强化的混凝土建筑，由于在使用过程中，它经历了持续的气候剧烈波动、温度升降以及水源的污染，这无法避免地导致了如空洞、裂痕、松散层等的质量问题。所以，寻找一种适当且高效的监测方法，以便对水利挡土墙结构内部的问题进行适当的管理，这对于评价工程的品质是非常重要的。

一、地质雷达系统

硬件设备如主机、天线、传输电缆等构成了地质雷达系统，而软件则包括现场数据的采集、预处理以及后续的操作。

（加工和其他）两个主要部分。在接下来的文章中，SIR-10B 型地质雷达的主要特性和应用范围将被详细地解释。

这种类型的地质雷达是一种在工程现场无损的、完全数码化的高频电脉冲地面侦察设备，它具有独立的天线，并且能够被其他设备取代。

也就是说，天线的核心频段有 16~80 MHz、35 MHz、100 MHz、400 MHz、900 MHz 等，但其最大的频段就在这些范围内。

2.5 GHz的频率。我们能够使用如反射剖面法（CDP）、CMP 法（共中心点法）以及透视法等多种手段进行测量。

执行实地勘查，同时收集数据并展示图像，拥有多样的后期处理工具，完全适配地震工具，适合应用在覆盖层上。

对基础表面或风化区进行勘查、对地下管道进行检查、对高速公路的底部和灌浆层进行等级检查、对建筑的构造进行检查。

对建筑物的全面性进行审核、对混凝土的瑕疵、裂痕以及其内部的钢筋排列进行研究和考古勘察等。

二、关于地质雷达的测量基础理论和检测手段

 2.1 基本原理

采用的地质雷达技术，就是将高能量的电磁波，以脉冲的方式，经由发射设备精确传输到地底。雷达波

当电磁波在地下环境中穿行，一旦碰上具有不同电性的地下环境或者目标物，它们就会产生反射并重新回归。

在地表之下，信号被发射器接收。基于对接收天线发出的雷达信号的解读与应用，

通过观察雷达波的波形、强度、电性和几何形状，我们能够实现对地下地质结构的检测。图 1根据地质雷达的反射探测原理，发射与接收的天线都位于地表之下，这是因为它们都是通过发射设备产生的短暂的电磁波。电磁波从发射天线传播到地表，然后在地底介质内部传播的过程中，介质的相对介电常数以及电的强度起着关键的作用。

导率的影响。

在两种物体的相互作用区域，由于电流的电阻率的改变，电磁波会产生像光学一样的反射和折射，而这种反射的程度则与电流的电阻率密切相连。雷达信号从发射设备传输到接收端。

电磁波从发射天线传播到地表，然后在地底介质内部传播的过程中，介质的相对介电常数以及电的强度起着关键的作用。

在已知波速v的情况下，我们可以通过对雷达剖面进行测量，其中c代表光速（c=0.3 mns），而εr则是介质的相对介电常数。

通过测量反射信号的传播距离，我们可以得出界面的 Z 值。电磁脉冲发出的反射信号强弱取决于接触表面的反射比例以及穿透介质对波的吸收能力。通常，介质中电性（即电性）的不同会导致其反射比例增加，这是由于

反射波的强度同样很高，这构成了地质雷达侦察的基本要求。PT , PR —在这个公式中表示的是发射和接收的能量。G —天线回报率。R , S 和 H —代表地下目标体的反射率和分布。

α -表示的是土壤衰退的速度与其深度。L —代表雷达波从发射到接收的过程中的散射损耗。 λ0—则是介于两者之间的

质中雷达波的波长。

显然，雷达所能捕获的信息强弱、雷达天线的属性、地壳的衰减程度、目标物的深浅和反射属性，还有雷达的运行频次和发射能力都存在相互影响。在设备性能和地下介质保持不变的前提下，进行探测。

深度探测的成效依赖于操作频次的挑选以及地质层次的衰减比例。一般来说，随着天线的频率增加，其检测的范围会变得更小，同时其解析力也会提升。

越高；当天线的频率降低时，其检测的深度和分辨率也会相应降低。所以，地质雷达技术的探测深度和

关于选择和确定分辨率。现在，地质雷达的侦测范围限制在50米以内，其解析度可以达到几毫米，但是，随着探测深度的提升，其解析度会有明显的下降。在测量深度的过程中，介质的含水量和电导率都扮演着关键的角色。

关系。

2.2 探测方法

第一，剖切方式。这种策略被广泛使用。利用t r作为发射天线，T R作为接收天线，这两者之间保持一个固定的距离。测量过程中，我们会沿着测线同步移动。该技术的计算成果为地质雷达的时间分布图，并且具有相应的横坐标。对于天线的地面观察线的定位，其纵向参数是反射波的两次行进的时间。此类纪录能够精确地呈现出与测量线的直接关系。在地下的每一个反射面的波动状态。在地质雷达检测到地下深处的反射波的过程中，会受到

当信号的噪声水平较低且难以辨认时，我们可以选择使用不同的天线间隔来进行发送和接收，并且在相同的测量路径上进行多次检查。在接下来的测量过程中，我们会将得到的测点位置（共深点）的信号进行叠加，这种方法被称为多次覆盖（共深点）方法。其次，

宽角法。一个接收器被安装在地表的特定区域，而其他接收器则会随着测量线的方向进行转动，用于捕捉地底的多个不同等级。宽角法，也就是反射波双向行进的方式。这个方法主要是为了测量地下介质的电磁波的传播速率。及反射面深浅情况。需要强调的是，当地下介质的分布相对均匀且反射界面接近水平时，这种方法的效果会有所改善。

三、 检测方法阐述

通常，我们会选择钻芯法、回弹法等手段，用于对混凝土工程项目的监控。钻芯法是一种相当危险的检查手段，它不只消耗大量的时间和精力，还可能对建筑的稳固性产生影响，从而使得建筑物遭受损害。因此，从这个视角来看，钻芯法的缺点非常突出。回弹法则依赖于一些具有相当准确性的设备来实施目标的处理，然而，其应用过程中，由于操作手法、环境条件、气候状况等众多因素的制约，因此，得出最准确的混凝土品质判断结论相当困难。除了前述两种手段，超声波技术的应用频次也相当高，其实施起来的困难程度相对较小，而且其应用方式也比较灵活。由于超声波技术的准确性相对较差，因此在项目检查的准确性上存在一定的挑战。总的来说，过去几年普遍采用的混凝土内部瑕疵检查手段存在着某种程度的不足，并且这种不足往往难以进行改善。因此，在当前的社会环境中，随着电子科技、计算机科技和信息科技等多种科技的持续进步，地质雷达技术逐渐被大众所接受。探地雷达技术，也被称为地质雷达技术，是一种无损的检测手段。对1MHz~1GHz至1MHz~1GHz频段内的无线电波进行研究，以了解地下介质的分布状况。现在，地质雷达的无损检测技术在许多领域如岩土工程的日常勘查和水文地质调查中得到了广大的运用，同时，它也涵盖了水利工程的各个细节。对于水工隧道和防渗墙的检查，这种技术均能产生优秀的结果。这篇文章会深入探讨地质雷达在水利混凝土品质监控上的运用。

四、 地质雷达的使用方式阐述

无损探测模式构成了地质雷达的主要功能，其中包括利用超高频电磁波精确定位各种物品，以及对区域边缘的监测。此类侦查手段严谨遵循反射波法则，以确定目标的具体地点。雷达是由发射装置、天线和接收装置等元素构建的。若地质雷达的信号运行良好，其主要功能就是操纵脉冲源来产出一系列的周期性信息，而这些周期性的信息将对发射设备造成直接的影响，从而形成一些高频的电磁波。当电磁波被触发后，会立即透过发射器的方式散播出去，然后经由地壳的传播，最后对目标物体的外观产生影响。当影响达到目标物体的表层时，由发射器产生的电流将会反弹至地面，然后由天线进行接收。此刻，员工有能力对已经成功捕获的电磁波信息进行全面分析，评估电磁波的形状、波形、振幅和传播时长等属性。通过这些手段，他们能够研究目标的形状、位置和具体的埋藏深度，从而精确地识别出目标的属性，为未来的任务提供准确的参考。

由于电磁波在穿越的路径上碰见了预定的对象，两者的介质比例存在显著的不同。如果介电常数有所不同，这将直接影响反射波信号的状态，最后可能会导致目标识别的效果不尽如人意。若介电常数的差异较大，那么发出的信号强度也会相应增强，从而使识别效果更为优秀。在使用地质雷达时，接收到的各类电磁波信号经过专业化处理后，都能够产生相对精确的探测效果。这种效果的分辨率较高，能够自动反映目标物的界面。

依据现有的目标和其所在的地下介质的详细信息，我们能够确定介电常数a，同时也能推导出在真空条件下的光速b，这样就能计算出光速b=0.3m/ ns。基于这个数字，我们能够确定电磁波在地下介质中的实际传输速率。利用电磁波的飞行周期，配合天线的间距和电磁波的真实运动轨迹，我们能够洞察到目标区域的深度与距离之间的相互作用，进而推断出该区域的准确深度。一旦我们确定了深度，就能够创建地质雷达反射波形图。这张图片能帮助工作人员了解混凝土项目的建设部分的内部情况。

五、对地质雷达监测方法中的设备选择和相关参数配置的探讨

如果想提高侦查的精确性，那么就必须在合适的时间段内降低探测的深度。地震雷达的工作速率会直接影响探测的精确性和清楚性。所以，精准设置地质雷达的参数在增强阻隔工程的品质监控上起着至关重要的角色。鉴于地质雷达法在现场的使用情况，并且要考虑到探测的深度与清晰度的要求，我们已经设定了详细的操作频次。Terra-SI R ch SI R 3000系统，一款美国的地质雷达监控装置，在功效与花费上均获得了普遍的赞誉。我们通过调整400MHz和900MHz的中心频率，对目标地点进行了测试。我们将测量点的间隔限定在1.5m，并且我们选择了64根/s的记录线。至于采样点的数量，我们选择了512个，并且我们将时间窗口的尺寸调整到50ns，这个值相当合适。通过radan7.0的相应工具，我们可以对反射的信息进行分析和处理，从而生成准确的地质雷达信息图。通常，我们会使用混凝土钻芯钻机来执行钻孔方式，并且将其直径设定为约100mm。通过比较钻芯采集的数据与地质雷达测量的数据，来确认地质雷达测量方法的有效性。经过研究，我们注意到在某些场景中，雷达的信号强度相对较低，同时也未能看到明确的界面反射信息。因此，我们能够大致判断出目标区域的墙壁是平整和紧凑的。假设雷达探测的数据显示，雷达信号存在一些断裂或分布的状态，并且在指定区域内有一些较为明显的反射信息，那么就说明该地方的混凝土墙壁存在缺陷，或许是由于粗糙的石材与细腻的石材分开，同时也可能由于墙壁的紧凑程度不足，引发蜂窝状或空隙的状况。经过雷达的验证，我们对混凝土防护壁的内部构造进行了研究。经过观察，我们发现第一个混凝土挡墙是连续且完整的，没有任何明显的缺陷。第二个孔的地方，混凝土保护壁已经开始变得不稳定，有可能产生空洞。

六、 结 语

鉴于现代的混凝土品质监控手段不能准确识别出混凝土的内部瑕疵，并且其实施过程繁琐，不易大规模应用，因此，我们选择了依据波的反射规律，运用地质雷达的无损探测技术，来探寻混凝土环境下的反射电磁波。然后，我们将这些信息经过数据分析与处理，生成混凝土的地质雷达影像，从而对混凝土的建设品质做出评估。通过对浯溪口水利枢纽混凝土挡墙的工程案例，我们运用了地质雷达无损检测技术来进行质量评估，并将其与传统的钻芯法的检测结果进行了比较和分析，从而得出以下的结论：（1）这种地质雷达无损检测技术能够精确且全面地识别出混凝土挡墙工程中的瑕疵，这种技术可以有效地应用于水工混凝土结构的内部质量管理。（2）在保持结构功能不受影响的基础上，与传统的钻孔法相比，地质雷达检测技术在检测效率上表现出了显著的优越性，并且其适应性也十分广泛。

参考文献：

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[2] 安旭文，侯建国，王逢庆，等.地质雷达在挡墙检测中的应用[J].武汉大学学报(工学版)，2015，38(2)：64～68.