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摘 要：该文通过检测试验台方案设计、试验台施工及施工实况记录，运用地质雷达对埋设钢筋及非金属管道进行检测。针对不同埋深、不同直径，单层、双层钢筋及非金属管道的检测，验证地质雷达性能，研究与探讨施工因素对检测结果的影响，为地质雷达的应用提供参考依据，并为地质雷达检测技术学习者建立以该试验台为依据，进行研究、对比分析的基础检测图谱。
关键词：地质雷达 检测 钢筋 试验研究
中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（b）-0025-04
如何快速准确无损地确定结构中金属和非金属目标分布情况，是重要的探索研究课题之一。地质雷达检测系统及技术进步为这一课题的研究提供重要支撑。地质雷达能检测多层金属和非金属目标，能检测结构缺陷并且不受装修层影响；检测结果可用图像显示被测部位断面，直观简明，适用范围较宽泛。该院2015年购置了中电科技集团22所研制的LTD-2100探地雷达系统。为开展该项目试验教学并为今后在工程中应用积累经验，通过建设试验台、采用地质雷达系统检测试验、试验结果研究分析，为技术人员采用地质雷达进行结构内金属和非金属目标检测提供参考具有重要意义。
1 地质雷达试验检测系统
测试仪器LTD-2100探地雷达系统由硬件设备和数据处理软件组成。硬件设备由雷达主机和天线组成。软件包括数据采集软件和数据分析处理软件等。由于屏蔽天线具有抗干扰和浅层高分辨率的优点，该次试验采用1 500 MHz和400 MHz屏蔽式天线。
2 检测试验台
试验台长×宽×高为2.5 m×1.5 m×1.5 m，分为不同深度、不同直径钢筋检测区、双层钢筋网片及金属目标物检测区和不同深度不同管径PVC检测区。设计填充材料采用C30砾石混凝土，按要求分层浇筑，振捣密实，注意确保钢筋、目标物和管道位置准确。检测试验台施工如图1、图2、图3所示，建成试验台如图4所示。
从施工图中可看出，由于受施工条件限制，试验台周围采用红砖砌筑，其中填充主要采用三合土，其内部分有红砖用做支撑，表面是在上层钢筋和不同深度不同直径钢筋放置后，采用中粗砂灰浆抹面而成。鉴于该模型试验研究目的是验证检测系统性能并进行检测教学研究分析，因此，详细记录了施工过程、填充材料及密实度，以为之后检测试验研究分析提供依据。
3 试验检测结果
分别沿4个方向进行多次检测，从众多检测结果中，选择了4个方面具有代表性的试验检测结果，如图5、图6、图7、图8所示。
4 研究分析
（1）对不同深度不同直径钢筋检测试验图谱5研究分析。该图谱采用1 500 MHz天线检测。图中清晰可见6根钢筋反射波形，检测效果较好，但图中检测出有一明显倾斜界面，分析为中粗砂浆与填充三合土界面（且钢筋图像弧度开口大小及拖尾大小与钢筋直径存在相关关系）。
（2）对双层钢筋东西向检测试验图谱6研究分析，该图谱采用1 500 MHz天线检测。图中清晰可见上层钢筋网8根南北向钢筋反射波形，但由于试验台边界效应影响，而无法检测出试验台边缘处两根钢筋，同样，下层钢筋网只测出7根钢筋反射波形，检测出的钢筋波形效果较好。
（3）对双层钢筋南北向检测试验图谱7研究分析，该图谱采用1 500 MHz天线检测。图中清晰可见上层钢筋网5根南北向钢筋反射波形，但由于试验台边界效应影响，而无法检测出试验台边缘处两根钢筋，同样，下层钢筋网只测出7根钢筋反射波形，，检测出的钢筋波形效果较好。
（4）管道检测试验图谱8研究分析。该图谱采用400 MHz天线检测。图中清晰可见不同直径不同深度3根反射波形，检测效果较好。
（5）试验用地质雷达检测系统，采用1500 MHz高频天线，对300 mm以内不同深度不同直径钢筋检测效果较好，对200 mm以内直径12 mm双层钢筋网检测效果较好。
（6）试验用地质雷达检测系统，采用400MHz天线，对1 100 mm非金属埋管检测效果好。
（7）试验用地质雷达检测系统，受试验台填充物密实度影响较大，因试验台施工时，填充物有三合土、局部使用了砖，且填充物没有经充分压实、沉降，试验台表现即以中粗砂浆封闭，使试验台与工程浇筑混凝土结构实际相差较大。
5 结论
（1）试验应用表明运用地质雷达检测结构钢筋，简便易行，结果直观，位置清晰。
（2）试验用地质雷达检测系统受检测物体均匀性影响，增加了检测结果判断的难度。
（3）地质雷达检测系统，受边缘影响，无法适用于较小断面结构构件。
（4）为了与工程实际相符，建议修建以混凝土浇筑为填充物，且严格按实际施工进行管理的试验台；现有试验台可做为检测结构对比试验使用。
该次试验研究检测圖谱，也为今后试验研究及教学提供了对比分析依据，具有一定的参考与借鉴价值。
参考文献
[1] 周治国，朱合华，夏才初.GPR方法探测结构物缺陷的试验研究[J].岩土工程界，2004（10）：79-80.
[2] 薛桂玉，刘道明，余志雄，等.地质雷达检测技术及应用[J].人民长江，2008（5）：84-85.
[3]浦沪军，邵顺安.雷达法在混凝土结构无损检测中的应用[C]//第十一届全国建设工程无损检测技术学术交流会.2013.
[4] 冯寅.地质雷达在工程质量检测中的应用[J].低碳世界2016（14）：46-47.
关键词：地质雷达 检测 钢筋 试验研究
中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（b）-0025-04
如何快速准确无损地确定结构中金属和非金属目标分布情况，是重要的探索研究课题之一。地质雷达检测系统及技术进步为这一课题的研究提供重要支撑。地质雷达能检测多层金属和非金属目标，能检测结构缺陷并且不受装修层影响；检测结果可用图像显示被测部位断面，直观简明，适用范围较宽泛。该院2015年购置了中电科技集团22所研制的LTD-2100探地雷达系统。为开展该项目试验教学并为今后在工程中应用积累经验，通过建设试验台、采用地质雷达系统检测试验、试验结果研究分析，为技术人员采用地质雷达进行结构内金属和非金属目标检测提供参考具有重要意义。
1 地质雷达试验检测系统
测试仪器LTD-2100探地雷达系统由硬件设备和数据处理软件组成。硬件设备由雷达主机和天线组成。软件包括数据采集软件和数据分析处理软件等。由于屏蔽天线具有抗干扰和浅层高分辨率的优点，该次试验采用1 500 MHz和400 MHz屏蔽式天线。
2 检测试验台
试验台长×宽×高为2.5 m×1.5 m×1.5 m，分为不同深度、不同直径钢筋检测区、双层钢筋网片及金属目标物检测区和不同深度不同管径PVC检测区。设计填充材料采用C30砾石混凝土，按要求分层浇筑，振捣密实，注意确保钢筋、目标物和管道位置准确。检测试验台施工如图1、图2、图3所示，建成试验台如图4所示。
从施工图中可看出，由于受施工条件限制，试验台周围采用红砖砌筑，其中填充主要采用三合土，其内部分有红砖用做支撑，表面是在上层钢筋和不同深度不同直径钢筋放置后，采用中粗砂灰浆抹面而成。鉴于该模型试验研究目的是验证检测系统性能并进行检测教学研究分析，因此，详细记录了施工过程、填充材料及密实度，以为之后检测试验研究分析提供依据。
3 试验检测结果
分别沿4个方向进行多次检测，从众多检测结果中，选择了4个方面具有代表性的试验检测结果，如图5、图6、图7、图8所示。
4 研究分析
（1）对不同深度不同直径钢筋检测试验图谱5研究分析。该图谱采用1 500 MHz天线检测。图中清晰可见6根钢筋反射波形，检测效果较好，但图中检测出有一明显倾斜界面，分析为中粗砂浆与填充三合土界面（且钢筋图像弧度开口大小及拖尾大小与钢筋直径存在相关关系）。
（2）对双层钢筋东西向检测试验图谱6研究分析，该图谱采用1 500 MHz天线检测。图中清晰可见上层钢筋网8根南北向钢筋反射波形，但由于试验台边界效应影响，而无法检测出试验台边缘处两根钢筋，同样，下层钢筋网只测出7根钢筋反射波形，检测出的钢筋波形效果较好。
（3）对双层钢筋南北向检测试验图谱7研究分析，该图谱采用1 500 MHz天线检测。图中清晰可见上层钢筋网5根南北向钢筋反射波形，但由于试验台边界效应影响，而无法检测出试验台边缘处两根钢筋，同样，下层钢筋网只测出7根钢筋反射波形，，检测出的钢筋波形效果较好。
（4）管道检测试验图谱8研究分析。该图谱采用400 MHz天线检测。图中清晰可见不同直径不同深度3根反射波形，检测效果较好。
（5）试验用地质雷达检测系统，采用1500 MHz高频天线，对300 mm以内不同深度不同直径钢筋检测效果较好，对200 mm以内直径12 mm双层钢筋网检测效果较好。
（6）试验用地质雷达检测系统，采用400MHz天线，对1 100 mm非金属埋管检测效果好。
（7）试验用地质雷达检测系统，受试验台填充物密实度影响较大，因试验台施工时，填充物有三合土、局部使用了砖，且填充物没有经充分压实、沉降，试验台表现即以中粗砂浆封闭，使试验台与工程浇筑混凝土结构实际相差较大。
5 结论
（1）试验应用表明运用地质雷达检测结构钢筋，简便易行，结果直观，位置清晰。
（2）试验用地质雷达检测系统受检测物体均匀性影响，增加了检测结果判断的难度。
（3）地质雷达检测系统，受边缘影响，无法适用于较小断面结构构件。
（4）为了与工程实际相符，建议修建以混凝土浇筑为填充物，且严格按实际施工进行管理的试验台；现有试验台可做为检测结构对比试验使用。
该次试验研究检测圖谱，也为今后试验研究及教学提供了对比分析依据，具有一定的参考与借鉴价值。
参考文献
[1] 周治国，朱合华，夏才初.GPR方法探测结构物缺陷的试验研究[J].岩土工程界，2004（10）：79-80.
[2] 薛桂玉，刘道明，余志雄，等.地质雷达检测技术及应用[J].人民长江，2008（5）：84-85.
[3]浦沪军，邵顺安.雷达法在混凝土结构无损检测中的应用[C]//第十一届全国建设工程无损检测技术学术交流会.2013.
[4] 冯寅.地质雷达在工程质量检测中的应用[J].低碳世界2016（14）：46-47.