不同管径地下管线的地质雷达响应特征分析

不同管径地下管线的地质雷达响应特征分析

前言

以混凝土管线为例,建立了不同管径的城市地下管线模型,进行二维地质雷达正演模拟,分析不同管径管线的地质雷达响应特征。

文章目录

  • 不同管径地下管线的地质雷达响应特征分析
    • 前言
    • 1、管径50cm
    • 2、管径70cm
    • 3、不同管径管线地质雷达响应特征分析

1、管径50cm

管径为50cm,混凝土材质,相对介电常数为6,电导率为0.001S/m,土壤相对介电常数为13,电导率为0.0002S/m
不同管径地下管线的地质雷达响应特征分析_第1张图片

图1. 管径为50cm的混凝土管线模型图

不同管径地下管线的地质雷达响应特征分析_第2张图片

图2. 地质雷达彩色图

不同管径地下管线的地质雷达响应特征分析_第3张图片

图3. 地质雷达波形图

不同管径地下管线的地质雷达响应特征分析_第4张图片
图4. 零时校正增益结果

不同管径地下管线的地质雷达响应特征分析_第5张图片
图5. FK偏移结果

2、管径70cm

管径为70cm,混凝土材质,相对介电常数为6,电导率为0.001S/m,土壤相对介电常数为13,电导率为0.0002S/m
不同管径地下管线的地质雷达响应特征分析_第6张图片

图6. 管径为50cm的混凝土管线模型图

不同管径地下管线的地质雷达响应特征分析_第7张图片

图7. 地质雷达彩色图

不同管径地下管线的地质雷达响应特征分析_第8张图片
图8. 地质雷达波形图

不同管径地下管线的地质雷达响应特征分析_第9张图片

图9. 零时校正增益结果

不同管径地下管线的地质雷达响应特征分析_第10张图片

图10. FK偏移结果

3、不同管径管线地质雷达响应特征分析

不同管径的混凝土管管底和管顶绕射信号振幅均较强,存在明显的同相轴双曲线,且双曲线连续性较好。

在50cm管径的混凝土管地质雷达模拟结果图中,在13ns的位置出现了较强的绕射同相轴双曲线,推测为混凝土管上顶界面的反映,根据电磁波在土壤介质中的传播速度算出对应深度为55cm,模型中混凝土管上顶埋深为45cm。在16ns左右出现了管线下底界面的绕射双曲线,忽略管壁厚度,根据电磁波在空气中的传播速度算出两个绕射界面深度相差45cm,模型管径为50cm,仅相差5cm;

70cm管径混凝土管地质雷达探测剖面中在10ns左右出现上顶界面绕射双曲线信号,根据电磁波在土壤介质中的传播速度算出对应深度为42cm,模型中混凝土管上顶埋深为35cm,在16ns左右出现下底界面的绕射双曲线,其能量较弱,但同相轴连续性较好,忽略管壁厚度,根据电磁波在空气中的传播速度计算出两绕射界面深度相差90cm,与模型管径大小相差20cm。

通过对不同管径管线进行二维地质雷达数值模拟研究,在理想情况下,将地质雷达法应用于地下不同管径管线的探测,能半定量解释管径大小,误差为厘米级。

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