石闖++鄒波++韓杰

摘 要：該文通過檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)方案設(shè)計(jì)、試驗(yàn)臺(tái)施工及施工實(shí)況記錄，運(yùn)用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)埋設(shè)鋼筋及非金屬管道進(jìn)行檢測(cè)。針對(duì)不同埋深、不同直徑，單層、雙層鋼筋及非金屬管道的檢測(cè)，驗(yàn)證地質(zhì)雷達(dá)性能，研究與探討施工因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，為地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用提供參考依據(jù)，并為地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)學(xué)習(xí)者建立以該試驗(yàn)臺(tái)為依據(jù)，進(jìn)行研究、對(duì)比分析的基礎(chǔ)檢測(cè)圖譜。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)雷達(dá) 檢測(cè) 鋼筋 試驗(yàn)研究

中圖分類號(hào)：U41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（b）-0025-04

如何快速準(zhǔn)確無損地確定結(jié)構(gòu)中金屬和非金屬目標(biāo)分布情況，是重要的探索研究課題之一。地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)及技術(shù)進(jìn)步為這一課題的研究提供重要支撐。地質(zhì)雷達(dá)能檢測(cè)多層金屬和非金屬目標(biāo)，能檢測(cè)結(jié)構(gòu)缺陷并且不受裝修層影響；檢測(cè)結(jié)果可用圖像顯示被測(cè)部位斷面，直觀簡(jiǎn)明，適用范圍較寬泛。該院2015年購(gòu)置了中電科技集團(tuán)22所研制的LTD-2100探地雷達(dá)系統(tǒng)。為開展該項(xiàng)目試驗(yàn)教學(xué)并為今后在工程中應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)，通過建設(shè)試驗(yàn)臺(tái)、采用地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)檢測(cè)試驗(yàn)、試驗(yàn)結(jié)果研究分析，為技術(shù)人員采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)金屬和非金屬目標(biāo)檢測(cè)提供參考具有重要意義。

1 地質(zhì)雷達(dá)試驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)

測(cè)試儀器LTD-2100探地雷達(dá)系統(tǒng)由硬件設(shè)備和數(shù)據(jù)處理軟件組成。硬件設(shè)備由雷達(dá)主機(jī)和天線組成。軟件包括數(shù)據(jù)采集軟件和數(shù)據(jù)分析處理軟件等。由于屏蔽天線具有抗干擾和淺層高分辨率的優(yōu)點(diǎn)，該次試驗(yàn)采用1 500 MHz和400 MHz屏蔽式天線。

2 檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)

試驗(yàn)臺(tái)長(zhǎng)×寬×高為2.5 m×1.5 m×1.5 m，分為不同深度、不同直徑鋼筋檢測(cè)區(qū)、雙層鋼筋網(wǎng)片及金屬目標(biāo)物檢測(cè)區(qū)和不同深度不同管徑PVC檢測(cè)區(qū)。設(shè)計(jì)填充材料采用C30礫石混凝土，按要求分層澆筑，振搗密實(shí)，注意確保鋼筋、目標(biāo)物和管道位置準(zhǔn)確。檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)施工如圖1、圖2、圖3所示，建成試驗(yàn)臺(tái)如圖4所示。

從施工圖中可看出，由于受施工條件限制，試驗(yàn)臺(tái)周圍采用紅磚砌筑，其中填充主要采用三合土，其內(nèi)部分有紅磚用做支撐，表面是在上層鋼筋和不同深度不同直徑鋼筋放置后，采用中粗砂灰漿抹面而成。鑒于該模型試驗(yàn)研究目的是驗(yàn)證檢測(cè)系統(tǒng)性能并進(jìn)行檢測(cè)教學(xué)研究分析，因此，詳細(xì)記錄了施工過程、填充材料及密實(shí)度，以為之后檢測(cè)試驗(yàn)研究分析提供依據(jù)。

3 試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

分別沿4個(gè)方向進(jìn)行多次檢測(cè)，從眾多檢測(cè)結(jié)果中，選擇了4個(gè)方面具有代表性的試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，如圖5、圖6、圖7、圖8所示。

4 研究分析

（1）對(duì)不同深度不同直徑鋼筋檢測(cè)試驗(yàn)圖譜5研究分析。該圖譜采用1 500 MHz天線檢測(cè)。圖中清晰可見6根鋼筋反射波形，檢測(cè)效果較好，但圖中檢測(cè)出有一明顯傾斜界面，分析為中粗砂漿與填充三合土界面（且鋼筋圖像弧度開口大小及拖尾大小與鋼筋直徑存在相關(guān)關(guān)系）。

（2）對(duì)雙層鋼筋東西向檢測(cè)試驗(yàn)圖譜6研究分析，該圖譜采用1 500 MHz天線檢測(cè)。圖中清晰可見上層鋼筋網(wǎng)8根南北向鋼筋反射波形，但由于試驗(yàn)臺(tái)邊界效應(yīng)影響，而無法檢測(cè)出試驗(yàn)臺(tái)邊緣處兩根鋼筋，同樣，下層鋼筋網(wǎng)只測(cè)出7根鋼筋反射波形，檢測(cè)出的鋼筋波形效果較好。

（3）對(duì)雙層鋼筋南北向檢測(cè)試驗(yàn)圖譜7研究分析，該圖譜采用1 500 MHz天線檢測(cè)。圖中清晰可見上層鋼筋網(wǎng)5根南北向鋼筋反射波形，但由于試驗(yàn)臺(tái)邊界效應(yīng)影響，而無法檢測(cè)出試驗(yàn)臺(tái)邊緣處兩根鋼筋，同樣，下層鋼筋網(wǎng)只測(cè)出7根鋼筋反射波形，，檢測(cè)出的鋼筋波形效果較好。

（4）管道檢測(cè)試驗(yàn)圖譜8研究分析。該圖譜采用400 MHz天線檢測(cè)。圖中清晰可見不同直徑不同深度3根反射波形，檢測(cè)效果較好。

（5）試驗(yàn)用地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)，采用1500 MHz高頻天線，對(duì)300 mm以內(nèi)不同深度不同直徑鋼筋檢測(cè)效果較好，對(duì)200 mm以內(nèi)直徑12 mm雙層鋼筋網(wǎng)檢測(cè)效果較好。

（6）試驗(yàn)用地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)，采用400MHz天線，對(duì)1 100 mm非金屬埋管檢測(cè)效果好。

（7）試驗(yàn)用地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)，受試驗(yàn)臺(tái)填充物密實(shí)度影響較大，因試驗(yàn)臺(tái)施工時(shí)，填充物有三合土、局部使用了磚，且填充物沒有經(jīng)充分壓實(shí)、沉降，試驗(yàn)臺(tái)表現(xiàn)即以中粗砂漿封閉，使試驗(yàn)臺(tái)與工程澆筑混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)際相差較大。

5 結(jié)論

（1）試驗(yàn)應(yīng)用表明運(yùn)用地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)結(jié)構(gòu)鋼筋，簡(jiǎn)便易行，結(jié)果直觀，位置清晰。

（2）試驗(yàn)用地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)受檢測(cè)物體均勻性影響，增加了檢測(cè)結(jié)果判斷的難度。

（3）地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)，受邊緣影響，無法適用于較小斷面結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

（4）為了與工程實(shí)際相符，建議修建以混凝土澆筑為填充物，且嚴(yán)格按實(shí)際施工進(jìn)行管理的試驗(yàn)臺(tái)；現(xiàn)有試驗(yàn)臺(tái)可做為檢測(cè)結(jié)構(gòu)對(duì)比試驗(yàn)使用。

該次試驗(yàn)研究檢測(cè)圖譜，也為今后試驗(yàn)研究及教學(xué)提供了對(duì)比分析依據(jù)，具有一定的參考與借鑒價(jià)值。

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