天津YB公路地质雷达探测图像解释

1、天津YB公路地质雷达探测图像解释     1 概述 天津 YB 公路属市级公路， 该公路是在原公路基础上拓宽而成，其基础自上而下由混凝土结构层（厚 0.7 1.0m ） 、填土层（厚 0.5 0.6m ）和天然地层（上为粉质粘土层（厚 2.5 2.7m ） 、下为淤泥质粉质粘土层）组成。公路运行几年后，部分路段表面出现网状开裂（简称网裂）、局部塌陷现象。为查明导致这些现象的原因和位置， 应用 地质雷达对 K23+000 K23+180 、 K27+900 K28+100 、 K30+700 K30+800 和 K31+750 K32+000 路

2、段 （为实施对比分析，其中包括部分非网裂路段）进行了探测，累计剖面长度 1260m. 2 探测原理及 方法 地质雷达是基于高频电磁波 理论 实施地层勘探的方法。其探测原理可概括为：受主机（ K ）控制、发射天线（ T ）由地面向地下射入宽频带、短脉冲形式的电磁波，该波遇地层界面或目标体（软弱层、松散体和沉陷带等）反射回地面，相关信息由接收天线（ R ）接收、并被主机采集、记录下来供分析之用。 雷达系统所输出的信息是若干组反射波形汇集而成的同相轴图像，其黑色同相轴反映波形正向峰值，白色同相轴反映波形负向峰值，显然这样的雷达图像能够形象地反映地下介质分布形态和密实程度。 现场探测采用剖面法实施，即

3、发射、接收天线以固定的间距沿测线同步移动，记录点为两天线的中心点。探测设备为瑞典 MALA 公司生产的 RAMAC/GPR 型雷达系统。根据探测目的，选用主频为 250MHz 天线，取采样频率为 3345MHz ，记录时窗为 120ns 。以相应参数实施工作、其探测深度大致为 6.0m 。 3 探测资料整理与解释 对现场所获得的雷达图像，实施直流滤波、自动增益控制、动态均衡等一系列处理后，可用作相应段路基密实度或缺陷评价。 相应段路基密实度或缺陷主要根据雷达反射波同相轴连续性进行评价。若同相轴平直、规则并连续，表明介质均一性、密实度较好；反之，若同相轴出现弯曲、错断、分叉和紊乱等不连续特征，则

4、表明介质存在均一性、密实度较差、并伴随沉陷现象。 结合路面状况对各实测段雷达图像分析 研究 后，从中归结出四种基本类型： 3.1 正常型         该类图像选取于非网裂路段，段内有 YB-1# 孔布设。 如图 1 所示：探测深度（约 6.0m ）内，图像反射波同相轴按其形态和变化 规律 可划分为四层结构，结合钻孔分析知：第一层反射波双程旅行时为 10ns 左右，为路面以下的混凝土结构层（ J ）反映；第二层反射波双程旅行时为 24ns ，为填土层（ T ）层底反映；第三层反射波双程旅行时为 73ns ，为粉质

5、粘土层（ N ）（天然地层）层底反映；第四层位于 73ns 以下，为淤泥质粉质粘土层（ Y ）层底反映，未见底部。 总的看来，各层反射波同相轴连续性较好，且 较为规则，表明相应介质较均一、密实。        3.2 紊乱型 该类型图像选取于网裂路段。 如图 2 所示：相应段反射波同相轴或轴间有齿状或毛刺状异常迭加，致使图像紊乱、同相轴的连续性变差。分析认为：相应异常属各层介质均一性、密实度较差反映，换句话说，路面网裂与介质不均一、欠密实等因素有关。 3.3 曲折分叉型 该类图像选取于网裂且局部沉陷路段。 如图 3 所示，相

6、应段反射波同相轴呈曲折、分叉特征。分析认为：无论是同相轴曲折异常还是同相轴分叉异常均反映了介质密实度较差和介质受力破坏所导致的局部沉陷现象。 3.4 带状错断型 该类图像选取于网裂且明显沉陷路段。 如图 4 所示，相应段反射波同相轴自上而下出现同步错断异常，这类异常形象、直观地反映了相应位置介质的带状沉陷现象。         以正常型图像和其它三种类型异常图像为“量板”，对各实测段探测图像实施“对号入座”式解释，从而得出： YB 公路相应段网裂、沉陷现象与基础（包括填土层）均一性、密实度较差、局部沉陷或带状沉陷等

7、因素由关。解释结果（基础缺陷及对应桩号）详见表 1 。 表 1             天津 YB 公路探测段基础缺陷及分布位置          剖面 桩号     均一性、密实度 较差段分布位置 （ K+m ）     局部沉陷段 分布位置 （ K+m ）     带状沉陷段

8、 分布位置 （ K+m ）     1SD 23+000 23+180     23+000 23+014          23+018 23+021               23+025 23+031            

9、;   23+163 23+168     1XD 23+000 23+180     23+071 23+091     23+000 23+021     23+029 23+034          23+052 23+064     23+064 23+069  

10、0;       23+149 23+162     23+114 23+120     2SD 27+900 28+100     27+916 27+938     27+948 27+967     27+938 27+940     28+000 28+018   

11、60; 28+093 28+100     28+066 28+070     2XD 27+900 28+100     27+951 27+961     27+906 27+936     27+948 27+951     27+972 27+985         &#

12、160;     28+055 28+067               3SD 30+700 30+800          30+703 30+711     30+759 30+763     3XD 30+700 30+800    

13、0;30+722 30+731     30+713 30+722     30+758 30+762     30+762 30+774               30+789 30+796               4SD 31+7

14、50 32+000          31+750 31+757     31+837 31+840          31+771 31+780     31+896 31+900          31+900 31+904     

15、    4XD 31+750 32+000     31+820 31+860     31+860 31+870     31+905 31+910     31+922 31+932               31+958 31+977           由表进一步 统计 的结果表明：基础有缺陷路段累计长度 404.0m ，占探测总长度 32.1%