地质雷达在工程场地地震安全性评价中的实践分析

段宝林

摘 要： 地质雷达在地震安全性评价的深层工程场地探测当中有着良好的应用前景。本文概述了工程场地地震安全性评价工作，简单介绍了工程实例以及RAMAC型地质雷达探测器，分析了地质雷达探测的工作原理和参数的选择，探究了工程的测试技术，并对检测成果进行分析。

关键词： 地质雷达;工程场地;地震安全性评价

【中图分类号】P62 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.28.008

在地球物理高技术方法当中，地质雷达是一种广受工程技术人员青睐的技术方法，在不断的发展和应用过程中，地质雷达已经在岩土工程基岩勘察、水文地址调查、生态环境检测、坝体深部探测以及坝体深部质量检查等诸多领域得到了应用，并且取得了比较突出的探测效果。在工程场地地震安全性评价当中，应用地质雷达，能够对工程场地基岩面分布进行探测，对工程场地是不是存在断层有重要的判断作用，在工程场地地震安全性评价当中，地质雷达发挥着十分重要的作用。

1 工程场地地震安全性评价工作概述

对未来一段时间内工程场地与城市可能受到地震的威胁以及可能达到的程度进行评估，从而为工程进行抗震设防的建设提供依据，对工程已有的抗震可靠性分析提供依据等，这是工程场地地震安全性评价工作的目的。在这里对工程场地概念的理解是从广义上来说的。对工程场地地震安全性评价是建立在一定的基础上的，在对地震学、地质学、地震工程学综合进行研究之后，以此作为基础，对工程场地地震安全性进行评价，需要对工程结构抗震设防技术和方法进行综合全面的考虑，需要对提高的抗震设防要求进行考虑，是科技应用性比较强的工作。工程场地地震安全性评价工作范围和不断扩展的深度，需要对工程场地地震安全性评价方法和技术进行不断的完善[1]。工程场地地震安全性评价的发展从简单到不越来越复杂，从开始的以经验分析为主，到后来把经验分析与理论计算分析结合起来，从应用在个别实践的探索到行业应用的规范化，再到应用的普遍性。

2 工程简介以及RAMAC型地质雷达探测器

某工程场地处某市，工程建筑的总面积在490000平方米。该项目是某市比较重要的工程。这项工程需要对整个工程的场地进行地质情况的探测，在对工程场地进行探测时，需要根据工程场地的形状、大小、工程场地的实际条件来进行布置，从而对工程场地是不是有断裂经过进行探测。用到的探测设备是地质雷达，地质雷达是瑞典公司生产的RAMAC型，RAMAC型地质雷达在设计上是全数字化便携式，RAMAC型地质雷达在内部设置了微计算，还有专用的DSP处理器。在实际应用中，RAMAC型地质雷达有着比较显著的优势，RAMAC型地质雷达比较的轻便，有着比较高的自动化程度，有着比较稳定的信号，比较快的检测速度，有着十分高的分辨率等。在对中心频率进行选择时，选用50MHz的低频天线。在应用RAMAC型地质雷达进行工程场地探测时，能够进行点测，也能进行连续测量。在探测过程中能够实时把实测的剖面显示出来，并且能够与PC机或者工作站进行连接，从而能够传输数据，在PC机或者工作站上进行地质雷达后期资料数据处理[2]。

3 地质雷达探测的工作原理

探地雷达探测是一种物探方法，在工程场地应用的过程中，主要的基础是被探测的工程场地物体内部存在的不同介质的差异的介电常数。探地雷达探测是通过不断对地下发射高频电磁波脉冲，从而来对地下介质中存在的异常情况进行检测。当天线沿着地面移动的过程中，会对地下不同扫描波曲线的位置进行记录，从而这样就形成了地质雷达的探测记录。地质雷达的基本探测原理，首先通过天线的发射可以向地下不断发射高频电磁波脉冲，高频电磁波脉冲在向地下传播的过程中，当遇到介质的不同地层的分界面时，就会有反射回波信号的产生，反射回波信号被接收天线将其接收，并将接收的反射回波信号传入主机，做好记录和显示，之后在经过地质雷达后期资料数据处理，进行反演解释，就可以得到地下不同地层介质中的异常物体，或者可以得到地质体的分布情况，以及地质体分布的深度位置等参数[3]。

4 参数的选择

在地震安全性评价过程中，对工程场地的探测最为主要的探测目的，就是要探测工程的场地是不是有断裂经过，对工程场地的探测深度有着比较高的要求，这就需要在选用中心频率时，要选择50MHz的低频天线。对于发射天线和接收天线而言，需要将其进行组合，组合在一起以后会使发射天线和接收天线的抗干扰能力增强。对于时窗的选择来说，最大探测深度Z与地层电磁波速度V有着主要的决定作用，时窗长度的公式为W=1.3*2*Z/V。对于测量工作方式的选择，需要根据高频天线的特点来进行，可以利用连续测量的方式来进行工作。对于工程场地的探测精度而言，测点间距有着十分重要的影响，因此对于测点的间距，可以通过实验得出，在某市该工程场地进行了相关测点间距的实验，选取了测点间距为0.2米，测点间距为0.4米，测点间距为0.6米，测点间距为0.8米以及1.1米来进行实验，经过实验分析处理以后，发现测点间距是0.8米时探测的效果是最佳的，于是通过实验得出测点间距是0.8米。

5 工程的測试技术

对于某市工程而言，在对工程场地进行测试的过程中，根据工程场地的实际情况，共布置了3条测线来进行工程场地的测试，主要测试工程场地有没有断裂经过，测试的过程中，对3条测线分别进行测试，并分别做好测试的即时记录。对于中心频率进行选择，天线为50MHz，发射天线和接收天线的间距为1.1米，当天线的间距为1.1米时，为了能够对工程场地的地质情况有更好的反映，对记录点的选择距离为0.1米。采样的点数设为528，在记录的过程中窗长度为850ns，根据资料中电磁波在介质当中的传播参数表，并且对工该程场地地层的剖面特征进行综合全面的考虑，对雷达波速的中值选取为0.10m/ns。

6 对检测成果进行分析

经过地质雷达后期资料数据的处理，能够全面客观地对雷达图像中各种雷达波组的特征进行分析，根据地质雷达剖面解释，能够得到整个测区的成果图。从地质雷达对测线1、测线2以及测线3所产生的地质剖面图进行分析，能够看出场地没有断裂通过。

结束语：在探测工程场地地质情况的过程中，地质雷达具有高效、高精度、快速、实时图像的优势，发挥着十分重要的作用，有着非常良好的实用效果。

参考文献

[1] 田志飞， 贾杰南， 赵毅博.隧道岩溶区浅层地震及地质雷达综合预报应用研究[J].水利科技与经济， 2018， 24（5）：32-38.

[2] 郑滔.TRT与地质雷达，红外探水法在隧道施工中的应用[J].冶金丛刊， 2019， 4（23）：41-42.

[3] 马金彪.沪昆高速铁路朱砂堡1^#隧道超前地质预报方法研究[J].岩土工程技术， 2018， v.32;No.158（4）：25-30.