探地雷达检测城市道路地下塌陷及其三维可视化

洪丹丹

（上海市岩土工程检测中心，上海　200436）

探地雷达检测城市道路地下塌陷及其三维可视化

洪丹丹

（上海市岩土工程检测中心，上海200436）

【摘要】本文简要介绍了探地雷达技术的探测原理及方法特点，根据探地雷达的优点，对城市道路地下塌陷进行探测。同时本文通过对实际雷达资料的处理与解释，分析路面塌陷的隐患区，并对隐患区进行三维可视化成图，使之更加形象、直观。

【关键词】探地雷达；塌陷；三维可视化

1　引言

道路地面塌陷是因道路路面、路基或地下土体在外力因素作用下向下陷落，并在道路路面形成塌陷坑（洞）的一种动力地质现象。此类灾害性事故近几年来逐渐增多，且给社会经济和人民生命财产造成很大损失。

2　探地雷达技术的探测原理及三维可视化方法技术

探地雷达是利用高频电磁波（106～109HZ）的反射来探测有电性差异的界面或目标体的一种物探技术。探地雷达探测时，通过发射天线向地下（或其它方向）定向辐射，当脉冲电磁波传播过程中遇到有电性差异的界面或目标体（介电常数和导电率不同），就会发生反射和散射现象，通过接收天线接受反射回来，幅度大小及双程旅行时间长短不一的脉冲。

3　案例分析

本文以上海市闸北区中兴路育婴堂路地面塌陷为例进行讨论。

3.1地质概况

中兴路育婴堂路路口因路面凹陷进行多次修补；2009年11月3日在修补区域发生路面塌陷，塌陷时地面形成直径约1m左右的空洞。塌陷发生后采用探地雷达进行探测，根据探测结果，对空洞及疏松区域进行了开挖，同时回填碎石土，由挖机机头进行夯实处理。

3.2测线布置

根据现场条件，为了能够有效反映附近区域地下情况，测线布设尽量利用有限工作空间，避开路面障碍物及周围铁磁性物体干扰，采用地质雷达（主频100MHz天线）对现场进行探测，探测前进行相应设备调试、增益调整、叠加、滤波等参数设置。中兴路育婴堂路路口共布设地质雷达测线15条。

中兴路育婴堂路各测线解释成果表　　　　表3-1

3.3探测成果

对每条测线进行分析，可得到各测线的解释成果表3-1。

结合上述各测线分析，中兴路育婴堂路口塌陷隐患区影响范围在1.2m～2.4 m之间，具体隐患区域见图。

3.4隐患区的三维可视化

根据测线解释成果的异常边界点的坐标值，利用surfer软件可雕刻出中兴路育婴堂路路口塌陷的隐患区，使之更加形象、直观。

4　结论

1）通过实例探测和分析表明，探地雷达能够有效检测城市道路地下塌陷的隐患区域。

2）三维可视化使得隐患区域更加形象、直观的呈现出来。

3）本文所用方法可为今后类似项目的塌陷提供指导作用，亦可推广应用于检测地下脱空、涵洞（人防工程、大型排水沟、各种地下管沟）、空洞和含水空洞等。

【参考文献】

[1] 杨峰,彭苏萍,等.地质雷达探测空洞解释方法研究[J].中国地球物理,2008,221-222.

[2] 岳崇旺,王祝文.利用探地雷达探测地下空洞[J].世界地质,2007,26(1),114-117.

[3] 戴晟.地质体三维可视化研究与系统实现[D].上海：华东师范大学,2008..