ltd型探地雷达应用实例分析

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1、LTD型探地雷达应用实例分析于景兰王春和李海涛(266071中国电波传播研究所青岛分所)一、概述随着世界经济建设和材料科学的发展，对地下非金属类目标探测技术的的需求变得愈来愈迫切，六十年代末期得到发展的时域电磁场理论和相关的电子技术，进一步推动了毫微秒脉冲地下目标探测设备探地雷达的研制和应用。现在，国内外兴起了利用探地雷达进行地下目标无损探测的研究和应用热潮，探地雷达在城建、交通、地质、考古、国防、公安等部门中扮演着越来越重要的角色。中国电子科技集团第二十二研究所（即中国电波传播研究所）,在地下目

2、标的高分辨率探测领域，已持续开展了十余年的研究工作,相继投入资金上千万元。目前已经研制成功多种型号的探地雷达产品,新研制成功的全数字化产品LTD-10一体化探地雷达既可以用于对公路等浅层道面厚度进行探测，又可以用于地下较深层目标的探测，已广泛应用于军事和民用领域。本文重点分析LT系列雷达的典型应用实例，并展望探地雷达技术的应用研究前景。二、典型应用实例分析1、军事方面LT系列雷达最初是为军需开发的，主要用于地雷、航空炸弹等地下未爆危险物的探测。图1是用LTD-3型探地雷达主机配以1GHz天线，对埋

3、深5cm左右的地雷进行二维扫描，处理后得到的地雷的雷达图像。图1地雷及其探地雷达图像图172式塑料防步兵地雷（左）和雷达图像（右）从图1看出，探地雷达技术可以弥补传统的电磁感应探雷器虚警率高，探测塑料地雷困难的不足，通过对地雷反射信号的成像处理快速探测地下目标。中国电子科技集团第二十二研究所青岛分所电话：0532-5889546传真：0532-5895252第2页LTD探地雷达应用实例分析共6页2、公路施工质量检测(1)公路面层厚度检测实例图2所示的路面检测车载系统由工程车、便携计算机、雷达主机和

4、空气耦合天线组成，水平探测速度可达到60km/h，各项指标已达到或超过国外同类产品,可代替传统的钻芯法，快速、准确、无损的完成公路面层厚度的检测。图2LTD-3R型路面检测车载系统图3是河南路通公司利用图2车载系统对许漯高速公路的面层厚度进行检测的实例，经与钻芯数据对比，误差小于3%。沥青面层水泥稳定碎石稳定土图3许漯高速公路k98-k99段路面基层厚度检测效果对比（上图为雷达图像，下图为由此得到的介质分布图）(2)公路路基脱空检测实例图4是南京物研科技有限公司利用LTD-3R雷达，配置300MH

5、z屏蔽天线，在合安高速公路上进行路基检测的实例。本次检测的目的层是水泥稳定层与稳定土之间的界面，主要是检查软土基地段的桥头搭板下部是否存在局部脱空现象。K16+620小桥的事后处理剖面中显示，搭板下反射强度明显大于相临正常路面结构下的反射强度，并且向着桥身的方向反射强度逐渐增大，这时如果伴有波形特中国电子科技集团第二十二研究所青岛分所电话：0532-5889546传真：0532-5895252第3页LTD探地雷达应用实例分析共6页征变化，并且能够排除底基层料源或含水量的变化因素，则这种情况可能与搭

6、板下脱空有关。搭板桥图4合安高速公路k16段基层脱空检测剖面图（纵轴是双程走时，0.1ns；横轴为桩号）3、隧道衬砌质量检测图5是铁道第三勘察设计院利用LTD-3R雷达，配置500MHz屏蔽天线，在渝怀铁路YHZS隧道进行衬砌质量检测的实例。本次检测的目的之一是确定衬砌厚度，二是检查衬砌底界与模筑面之间是否存在脱空。脱空夹层或充气（高速层），或充水（低速层），无论哪种类型，都会引起明显的强反射。图5渝裕怀铁路隧道施工质量检测剖面图（纵轴是采样点数，对应时窗40ns；横轴为道号）该隧道穿过岩石主要是

7、压实程度较高的泥岩，利于掘进，但衬砌的过程中容易出现塌方。本隧道整体衬砌质量较好，衬砌厚度满足3050厘米的要求，但从雷达图像上可以看到，该处出现塌方的衬砌段，同相轴不连续，出现错断，可能存在脱空。4、在水利工程中的应用图6是中科院广州地质新技术研究所应用LTD-3型探地雷达探测水库堤坝隐中国电子科技集团第二十二研究所青岛分所电话：0532-5889546传真：0532-5895252第4页LTD探地雷达应用实例分析共6页患的实例。从雷达图像可以看出，该堤坝出现多处裂缝，裂缝密集并且明显的地方，说

8、明该处堤坝破坏严重；裂缝分布较稀，但延伸较长的往往形成渗水通道，同样成为水库隐患。图6某水库堤坝隐患探测效果图（纵轴是采样点数，对应时窗40ns；横轴为道号）我国现有的江河、水库堤防大多经历年逐渐加高培厚而成，常因不均匀沉陷或动物掏蚀形成裂缝、洞穴，当遭遇洪水时堤防经常发生渗漏、管涌、滑坡、崩塌等险情。广州地质新技术研究所应用LTD-3型探地雷达对广东省四个隐患较为严重的大中型水库进行了全面探测，对发现的裂隙、洞穴经打孔灌浆等处理，隐患得到根治，取得了良好的社会效益和经济效益。5、