段寶林

摘 要： 地質雷達在地震安全性評價的深層工程場地探測當中有著良好的應用前景。本文概述了工程場地地震安全性評價工作，簡單介紹了工程實例以及RAMAC型地質雷達探測器，分析了地質雷達探測的工作原理和參數(shù)的選擇，探究了工程的測試技術，并對檢測成果進行分析。

關鍵詞： 地質雷達;工程場地;地震安全性評價

【中圖分類號】P62 【文獻標識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.28.008

在地球物理高技術方法當中，地質雷達是一種廣受工程技術人員青睞的技術方法，在不斷的發(fā)展和應用過程中，地質雷達已經(jīng)在巖土工程基巖勘察、水文地址調查、生態(tài)環(huán)境檢測、壩體深部探測以及壩體深部質量檢查等諸多領域得到了應用，并且取得了比較突出的探測效果。在工程場地地震安全性評價當中，應用地質雷達，能夠對工程場地基巖面分布進行探測，對工程場地是不是存在斷層有重要的判斷作用，在工程場地地震安全性評價當中，地質雷達發(fā)揮著十分重要的作用。

1 工程場地地震安全性評價工作概述

對未來一段時間內(nèi)工程場地與城市可能受到地震的威脅以及可能達到的程度進行評估，從而為工程進行抗震設防的建設提供依據(jù)，對工程已有的抗震可靠性分析提供依據(jù)等，這是工程場地地震安全性評價工作的目的。在這里對工程場地概念的理解是從廣義上來說的。對工程場地地震安全性評價是建立在一定的基礎上的，在對地震學、地質學、地震工程學綜合進行研究之后，以此作為基礎，對工程場地地震安全性進行評價，需要對工程結構抗震設防技術和方法進行綜合全面的考慮，需要對提高的抗震設防要求進行考慮，是科技應用性比較強的工作。工程場地地震安全性評價工作范圍和不斷擴展的深度，需要對工程場地地震安全性評價方法和技術進行不斷的完善[1]。工程場地地震安全性評價的發(fā)展從簡單到不越來越復雜，從開始的以經(jīng)驗分析為主，到后來把經(jīng)驗分析與理論計算分析結合起來，從應用在個別實踐的探索到行業(yè)應用的規(guī)范化，再到應用的普遍性。

2 工程簡介以及RAMAC型地質雷達探測器

某工程場地處某市，工程建筑的總面積在490000平方米。該項目是某市比較重要的工程。這項工程需要對整個工程的場地進行地質情況的探測，在對工程場地進行探測時，需要根據(jù)工程場地的形狀、大小、工程場地的實際條件來進行布置，從而對工程場地是不是有斷裂經(jīng)過進行探測。用到的探測設備是地質雷達，地質雷達是瑞典公司生產(chǎn)的RAMAC型，RAMAC型地質雷達在設計上是全數(shù)字化便攜式，RAMAC型地質雷達在內(nèi)部設置了微計算，還有專用的DSP處理器。在實際應用中，RAMAC型地質雷達有著比較顯著的優(yōu)勢，RAMAC型地質雷達比較的輕便，有著比較高的自動化程度，有著比較穩(wěn)定的信號，比較快的檢測速度，有著十分高的分辨率等。在對中心頻率進行選擇時，選用50MHz的低頻天線。在應用RAMAC型地質雷達進行工程場地探測時，能夠進行點測，也能進行連續(xù)測量。在探測過程中能夠實時把實測的剖面顯示出來，并且能夠與PC機或者工作站進行連接，從而能夠傳輸數(shù)據(jù)，在PC機或者工作站上進行地質雷達后期資料數(shù)據(jù)處理[2]。

3 地質雷達探測的工作原理

探地雷達探測是一種物探方法，在工程場地應用的過程中，主要的基礎是被探測的工程場地物體內(nèi)部存在的不同介質的差異的介電常數(shù)。探地雷達探測是通過不斷對地下發(fā)射高頻電磁波脈沖，從而來對地下介質中存在的異常情況進行檢測。當天線沿著地面移動的過程中，會對地下不同掃描波曲線的位置進行記錄，從而這樣就形成了地質雷達的探測記錄。地質雷達的基本探測原理，首先通過天線的發(fā)射可以向地下不斷發(fā)射高頻電磁波脈沖，高頻電磁波脈沖在向地下傳播的過程中，當遇到介質的不同地層的分界面時，就會有反射回波信號的產(chǎn)生，反射回波信號被接收天線將其接收，并將接收的反射回波信號傳入主機，做好記錄和顯示，之后在經(jīng)過地質雷達后期資料數(shù)據(jù)處理，進行反演解釋，就可以得到地下不同地層介質中的異常物體，或者可以得到地質體的分布情況，以及地質體分布的深度位置等參數(shù)[3]。

4 參數(shù)的選擇

在地震安全性評價過程中，對工程場地的探測最為主要的探測目的，就是要探測工程的場地是不是有斷裂經(jīng)過，對工程場地的探測深度有著比較高的要求，這就需要在選用中心頻率時，要選擇50MHz的低頻天線。對于發(fā)射天線和接收天線而言，需要將其進行組合，組合在一起以后會使發(fā)射天線和接收天線的抗干擾能力增強。對于時窗的選擇來說，最大探測深度Z與地層電磁波速度V有著主要的決定作用，時窗長度的公式為W=1.3*2*Z/V。對于測量工作方式的選擇，需要根據(jù)高頻天線的特點來進行，可以利用連續(xù)測量的方式來進行工作。對于工程場地的探測精度而言，測點間距有著十分重要的影響，因此對于測點的間距，可以通過實驗得出，在某市該工程場地進行了相關測點間距的實驗，選取了測點間距為0.2米，測點間距為0.4米，測點間距為0.6米，測點間距為0.8米以及1.1米來進行實驗，經(jīng)過實驗分析處理以后，發(fā)現(xiàn)測點間距是0.8米時探測的效果是最佳的，于是通過實驗得出測點間距是0.8米。

5 工程的測試技術

對于某市工程而言，在對工程場地進行測試的過程中，根據(jù)工程場地的實際情況，共布置了3條測線來進行工程場地的測試，主要測試工程場地有沒有斷裂經(jīng)過，測試的過程中，對3條測線分別進行測試，并分別做好測試的即時記錄。對于中心頻率進行選擇，天線為50MHz，發(fā)射天線和接收天線的間距為1.1米，當天線的間距為1.1米時，為了能夠對工程場地的地質情況有更好的反映，對記錄點的選擇距離為0.1米。采樣的點數(shù)設為528，在記錄的過程中窗長度為850ns，根據(jù)資料中電磁波在介質當中的傳播參數(shù)表，并且對工該程場地地層的剖面特征進行綜合全面的考慮，對雷達波速的中值選取為0.10m/ns。

6 對檢測成果進行分析

經(jīng)過地質雷達后期資料數(shù)據(jù)的處理，能夠全面客觀地對雷達圖像中各種雷達波組的特征進行分析，根據(jù)地質雷達剖面解釋，能夠得到整個測區(qū)的成果圖。從地質雷達對測線1、測線2以及測線3所產(chǎn)生的地質剖面圖進行分析，能夠看出場地沒有斷裂通過。

結束語：在探測工程場地地質情況的過程中，地質雷達具有高效、高精度、快速、實時圖像的優(yōu)勢，發(fā)揮著十分重要的作用，有著非常良好的實用效果。

參考文獻

[1] 田志飛， 賈杰南， 趙毅博.隧道巖溶區(qū)淺層地震及地質雷達綜合預報應用研究[J].水利科技與經(jīng)濟， 2018， 24（5）：32-38.

[2] 鄭滔.TRT與地質雷達，紅外探水法在隧道施工中的應用[J].冶金叢刊， 2019， 4（23）：41-42.

[3] 馬金彪.滬昆高速鐵路朱砂堡1^#隧道超前地質預報方法研究[J].巖土工程技術， 2018， v.32;No.158（4）：25-30.