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文檔簡介

ICS19.100

CCSP14

41

河南省地方標準

DB41/T2525—2023

道路深層病害探地雷達無損檢測技術規(guī)范

2023-10-31發(fā)布2024-01-29實施

河南省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB41/T2525—2023

目次

前言.................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術語和定義.........................................................................1

4基本規(guī)定...........................................................................1

5檢測系統(tǒng)...........................................................................2

6檢測前準備.........................................................................4

7數(shù)據(jù)采集...........................................................................6

8數(shù)據(jù)處理解釋驗證...................................................................8

9檢測報告...........................................................................8

附錄A(資料性)記錄和統(tǒng)計表樣式....................................................10

附錄B(資料性)雷達圖譜特征及示例..................................................13

I

DB41/T2525—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。

本文件由河南省交通運輸廳提出并歸口。

本文件起草單位:河南萬里交通科技集團股份有限公司、河南省航空物探遙感中心、金華市測繪院、

河南萬里交通科技集團無損檢測加固技術有限公司、河南省地球物理空間信息研究院、河南工程學院、

河南省地質(zhì)調(diào)查院、鄭州大學、河南省交通規(guī)劃設計研究院股份有限公司、河南省地質(zhì)局礦產(chǎn)資源勘查

中心、河南交科公路研究院有限公司。

本文件主要起草人:節(jié)昌錄、劉瀾波、殷浩、郭士禮、宋凱、蔡文才、岳光華、朱濤、楊亞星、袁

洪杰、田朋飛、張波、萬晨光、楊路明、楊修偉、職志攀、李蕊、李寧、趙修軍、張箏、劉善彬、楊彪、

劉東亞、劉穩(wěn)超、伊少峰、解攀、尚大菊、安黎明、秦鵬舉、王子高、郭炎朝、王亞杰、霍光忙、原曉

建。

II

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道路深層病害探地雷達無損檢測技術規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了道路深層病害探地雷達無損檢測的基本規(guī)定、檢測系統(tǒng)、檢測前準備、數(shù)據(jù)采集、數(shù)

據(jù)處理解釋驗證和檢測報告。

本文件適用于對各等級道路深層病害無損檢測。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,

僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本

文件。

CJJ/T8城市測量規(guī)范

CJJ61城市地下管線探測技術規(guī)程

JGJ/T437城市地下病害體綜合探測與風險評估技術標準

JJG(交通)124公路斷面探傷及結(jié)構(gòu)層厚度探地雷達檢定規(guī)程

JTG/T3222公路工程物探規(guī)程

JTG3450公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

道路深層病害

存在于道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部的裂縫、松散、脫空、空洞、富水等病害,它們對道路結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和完整性

有著不同程度的影響,降低道路結(jié)構(gòu)層的強度、穩(wěn)定性和耐久性。

[來源:JGJ/T437—2018,2.1,有修改]

有效異常

由道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在的裂縫、松散、脫空、空洞、富水等病害引起的雷達波形異常。

干擾異常

由病害以外的其它因素所引起的雷達波形異常。

4基本規(guī)定

道路深層病害的物理特征見表1。

1

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表1道路深層病害的物理特征

病害類型物理特征

由基層溫縮、干縮效應或車輛動載引起的道路結(jié)構(gòu)層開裂,其內(nèi)部充填介質(zhì)通常為空氣,介

裂縫

電常數(shù)小于周邊介質(zhì)

面層、基層混合料粘結(jié)料缺失,形成集料松散,空隙率大;或路基土體不密實,空隙率高于

松散

周邊土體,介電常數(shù)小于周邊介質(zhì)

混合料或土體在水沖刷下粘結(jié)料及細料流失或路基自然沉降,形成層間脫離、不連續(xù),多為

脫空

扁平狀空腔,內(nèi)部一般充填介質(zhì)為空氣,介電常數(shù)小于周邊介質(zhì)

混合料或土體流失形成影響道路結(jié)構(gòu)安全的洞體,內(nèi)部一般充填介質(zhì)為空氣,介電常數(shù)小于

空洞

周邊介質(zhì)

富水由于裂縫滲水、管道滲漏等,形成土體含水率明顯增高的區(qū)域,介電常數(shù)大于周邊介質(zhì)

道路深層病害探地雷達無損檢測宜采用地面耦合天線。

道路深層病害所處層位、深度不同時,選用的天線類型及中心頻率參見表2。

表2不同檢測深度對應的天線類型及中心頻率

檢測深度/m天線類型中心頻率/MHz

0~0.15地面耦合、屏蔽天線1500~2500

0.15~0.3地面耦合、屏蔽天線1000~1500

0.3~0.6地面耦合、屏蔽天線700~1000

0.6~1.5地面耦合、屏蔽天線400~700

1.5~3.0地面耦合、屏蔽天線100~400

>3.0地面耦合、非屏蔽天線50~100

檢測設備使用前宜進行一致性測試,包括單臺及不同型號多臺設備的一致性測試。單臺設備的一

致性測試采用相同的參數(shù)對同一位置的已知地下構(gòu)筑物進行多次探測,測試結(jié)果一致。不同型號多臺設

備一致性測試采用相同參數(shù)分別對同一位置的已知地下構(gòu)筑物進行探測,測試結(jié)果也一致。

道路深層病害探地雷達無損檢測包括檢測前準備、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理解釋驗證和檢測報告編寫。

道路深層病害探地雷達無損檢測,遵循外業(yè)是基礎、內(nèi)業(yè)指導外業(yè)、內(nèi)外業(yè)同步進行的原則,發(fā)

現(xiàn)原始數(shù)據(jù)中存在問題,應立即補測。

同時檢測不同深度的道路深層病害時,宜采用多種頻率天線同步檢測。

道路深層病害探地雷達無損檢測應采用初測和復測相結(jié)合的方式,并符合下列規(guī)定:

a)初測確定疑似病害區(qū)域和病害類型;

b)復測應在疑似病害區(qū)域采用加密測線、多種頻率天線組合檢測的方式,查明道路深層病害的

類型、分布范圍、深度。

5檢測系統(tǒng)

2

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一般規(guī)定

5.1.1檢測系統(tǒng)包括探地雷達系統(tǒng)、高精度定位系統(tǒng)、攝影測量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、輔助設備。

5.1.2檢測系統(tǒng)在使用、運輸和保管過程中應采取防水、防曝曬和防劇烈震動等措施。

探地雷達系統(tǒng)

5.2.1探地雷達系統(tǒng)主要由以下組成:

a)操作平臺和控制系統(tǒng);

b)天線系統(tǒng)(宜為多通道天線或三維天線);

c)測距裝置;

d)其他配套設備。

5.2.2工作環(huán)境應符合下列要求:

a)環(huán)境溫度范圍:-10℃~+50℃;

b)環(huán)境濕度不大于85%;

c)測區(qū)內(nèi)路面相對平坦;

d)測區(qū)內(nèi)無法避免有水時,電纜、插接頭要做防水處理,利用防水布保護天線;

e)檢測環(huán)境內(nèi)不宜有大范圍金屬構(gòu)件或較強電磁干擾。

5.2.3設備外觀應干燥、無缺損、無銹蝕,各部位說明文字、符號、銘刻標志等應清晰、完整。

高精度定位系統(tǒng)

現(xiàn)場測量應符合CJJ/T8的規(guī)定,高精度定位系統(tǒng)采用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)進行軌跡定位,

在檢測過程中能實時為檢測系統(tǒng)提供定位信息,顯示檢測區(qū)域覆蓋程度。宜滿足以下要求:

a)具備衛(wèi)星定位導航和慣性導航模式;

b)刷新頻率不低于10Hz,采集速度不小于20km/h;

c)當衛(wèi)星信號覆蓋率(可接收有效衛(wèi)星信號路段長度與檢測路段總長的百分比)不小于70%時,

測線上95%的測點平面定位允許誤差在1m以內(nèi);

d)當衛(wèi)星信號覆蓋率小于70%時,95%的測點平面定位允許誤差在5m以內(nèi)。

攝影測量系統(tǒng)

5.4.1攝影測量系統(tǒng)宜與探地雷達系統(tǒng)、高精度定位系統(tǒng)同步工作。

5.4.2攝影測量系統(tǒng)應清晰記錄道路周邊及路表影像數(shù)據(jù)。

5.4.3攝影測量系統(tǒng)宜在檢測車前方、后方、側(cè)方至少1個方向安裝。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

5.5.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可對雷達數(shù)據(jù)進行實時采集、顯示、存儲和調(diào)取。

5.5.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)宜具備下列功能:

a)參數(shù)設置;

b)雷達數(shù)據(jù)與定位數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)同步采集;

c)時間觸發(fā)、距離觸發(fā)和單次觸發(fā)三種模式;

d)手動添加標記;

e)數(shù)據(jù)之間相互關聯(lián);

f)數(shù)據(jù)導出。

輔助設備

3

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輔助設備主要包括:鉆孔設備、內(nèi)窺鏡、照明設備、示警設備等。

6檢測前準備

資料收集

收集的資料主要包括:檢測路段的設計資料、結(jié)構(gòu)物信息、沉降變形信息、地下管線資料等。

現(xiàn)場踏勘

6.2.1高速公路、國道、省道、農(nóng)村公路,應踏勘下列內(nèi)容:

a)路面沉降變形情況;

b)路面的整潔、積水與破損情況;

c)路肩、邊坡、護坡的完整性與沖刷情況;

d)里程樁號的完整性和準確性;

e)檢測路段沿線的工程地質(zhì)、地形地貌等。

6.2.2市政道路,除踏勘6.2.1內(nèi)容外,還宜調(diào)查下列信息:

a)檢測路段地下基礎設施分布情況;

b)檢測路段沿線干擾源分布情況。

6.2.3地下基礎設施中的管線種類、代號標注應符合CJJ61的規(guī)定。

設備調(diào)試

正式檢測前,應進行設備調(diào)試,檢查檢測系統(tǒng)工作狀態(tài),包括:

a)檢查雷達主機、天線,處于正常狀態(tài);

b)雷達天線靜止時信號應穩(wěn)定;

c)定位系統(tǒng)工作狀態(tài)、雷達主機狀態(tài)、影像系統(tǒng)工作狀態(tài)、電源設備狀態(tài)等。

采集參數(shù)試驗與選擇

6.4.1正式檢測前,根據(jù)檢測任務要求進行試驗性檢測,操作應符合JJG(交通)124的規(guī)定,確定最

佳采集參數(shù),主要包括:天線中心頻率、時窗、采樣率、道間距、增益、數(shù)據(jù)采集模式等。

6.4.2試驗前宜編制試驗方案,并按照試驗方案對采集參數(shù)逐一進行試驗。試驗過程中要求試驗參數(shù)

變化單一。

6.4.3雷達天線中心頻率的確定,可從以下方法中選擇:

a)天線中心頻率宜按公式(1)計算。

150

f0=··········································································(1)

rvr

式中:

f0——天線中心頻率,單位為兆赫茲(MHz);

——縱向分辨率,單位為米(m);

rv

r——相對介電常數(shù)。

b)天線中心頻率亦可根據(jù)探測深度直接查表2確定。天線中心頻率的選定要在滿足探測深度的

前提下,使用較高分辨率的天線,并考慮天線大小是否符合檢測場地要求。

4

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6.4.4采用分離式天線時,發(fā)射天線與接收天線的間距按公式(2)計算。

2h

s=max············································································(2)

r

式中:

s——發(fā)射天線與接收天線的間距,單位為米(m);

——最大探測深度,單位為米(m)。

6.4.5采用一體式天線檢測時,發(fā)射天線與接收天線的間距為固定值。

6.4.6時窗選擇宜按公式(3)計算。

2h

w=1.3max·······································································(3)

v

式中:

w——時窗,單位為納秒(ns);

v——電磁波在介質(zhì)中的傳播速度,單位為米每納秒(m/ns)。

6.4.7采樣率選擇應符合JTG/T3222的規(guī)定。

6.4.8探地雷達電磁波波速宜按下列方法計算,現(xiàn)場可根據(jù)實際情況選擇:

a)利用已知深度目標體計算電磁波波速,深度不小于15cm,且界面反射信號清晰、準確。電磁

波波速宜按公式(4)計算。

2d

v=··············································································(4)

t

式中:

d——目標體的深度,單位為米(m);

t——雙程走時,單位為納秒(ns)。

b)利用已知介質(zhì)相對介電常數(shù)計算探地雷達電磁波波速,宜按公式(5)計算。

c

v=·············································································(5)

r

式中:

c——電磁波在空氣中的傳播速度,=0.3m/ns。

6.4.9通過取芯方法確定相對介電常數(shù)時,取芯過程應符合JTG3450的規(guī)定,在已知厚度部位對應的

雷達數(shù)據(jù)中取得雙程走時,宜按公式(6)計算相對介電常數(shù)。

2

0.3t

r=·········································································(6)

2d

6.4.10無法通過取芯計算相對介電常數(shù)時,宜參照表3的范圍并結(jié)合經(jīng)驗確定相對介電常數(shù)。

5

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表3常見材料的相對介電常數(shù)

介質(zhì)名稱相對介電常數(shù)

空氣1.0

水81.0

冰3.0~4.0

水泥4.0~6.0

瀝青4.0~5.0

干砂3.0~5.0

飽和砂23.0~30.0

黏土8.0~12.0

土壤2.6~15.0

橡膠2.0~3.0

花崗巖5.0~8.0

砂巖6.0

石灰?guī)r7.0~9.0

玄武巖8.0~9.0

7數(shù)據(jù)采集

測線布置

7.1.1測線位置選擇應符合JGJ/T437的規(guī)定,縱向測線宜沿車道方向布置,橫向測線宜垂直于待測

目標體走向布置,雷達測線宜為直線。

7.1.2測線起終點參照已有的參照物或里程樁號信息。當檢測現(xiàn)場無參照物或里程樁號等信息時,應

在雷達測線的起終點設置明顯標記。

7.1.3使用多通道或三維雷達系統(tǒng)對道路深層病害進行檢測時,檢測路段各車道均應布置測線。

7.1.4使用多通道或三維雷達系統(tǒng)對道路深層病害進行全覆蓋檢測時,相鄰測線間距宜小于天線覆蓋

寬度。

7.1.5在檢測市政道路時,除7.1.1~7.1.4要求外,還宜符合下列要求:

a)使用單通道雷達初測時,相鄰測線間距不大于2m,復測時相鄰測線間距不大于1m;

b)在道路交叉口、渠化島彎道、小區(qū)出入口等區(qū)域適當擴大檢測范圍;

c)測線末端超過檢測區(qū)域;

6

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d)檢測中發(fā)現(xiàn)較大范圍空洞、脫空、松散等病害時加密測線。

7.1.6繪制測線布置示意圖,見圖1:

單位為米

12

l4N

l3

l1

l2

l1l2l3l4

81522

標引序號說明:

1——病害區(qū)域;

2——測線。

注:l1、l2表示測線長度,l3、l4表示測線間距。

圖1測線布置示意圖

采集方法

7.2.1使用探地雷達檢測時,檢測方法按下列要求進行:

a)按操作手冊依次連接探地雷達系統(tǒng)各部件,檢查無誤后開啟設備;

b)打開數(shù)據(jù)采集軟件,按照試驗確定的采集參數(shù),設置天線中心頻率、時窗、采樣率、道間距、

增益、濾波參數(shù)、圖像顯示模式等參數(shù)并校準發(fā)射子波的信號位置;

c)采集方式優(yōu)先選擇距離觸發(fā)方式,無法使用距離觸發(fā)時,可使用時間觸發(fā)模式或單次觸發(fā)模

式,時間觸發(fā)模式應符合JTG/T3222的規(guī)定;

d)時間觸發(fā)模式雷達天線應沿測線勻速前進;

e)單次觸發(fā)模式應按擬定的測量點距在測線上做出測點標記,或在測線上鋪設皮尺逐點測量。

7.2.2數(shù)據(jù)采集過程中,按下列規(guī)定操作:

a)地面耦合天線在數(shù)據(jù)采集過程中設備應緊貼路面;

b)探地雷達信號的幅度出現(xiàn)異常時,記錄并判別信號異常的原因,必要時進行復測;

c)數(shù)據(jù)采集完畢后,先關機再斷開線纜。

采集記錄

7.3.1檢測過程中應全程記錄檢測信息。

7.3.2檢測記錄應保證真實性、準確性、完整性,并做好保密工作,記錄表樣式見表A.1。

7.3.3對檢測過程中遇見的典型干擾源應詳細記錄,包括干擾源位置及對應的雷達數(shù)據(jù)文件、起始終

止道號等信息。

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

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7.4.1加強現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量管理,建立數(shù)據(jù)質(zhì)量評判制度。

7.4.2進行數(shù)據(jù)核查時,應符合下列要求:

a)覆蓋范圍合理;

b)有效信號深度應包含檢測目標體;

c)信噪比滿足數(shù)據(jù)處理的要求;

d)相鄰測線的數(shù)據(jù)具一致性;

7.4.3數(shù)據(jù)檢查過程中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合格、數(shù)據(jù)不完整等問題應重新采集數(shù)據(jù)。

8數(shù)據(jù)處理解釋驗證

數(shù)據(jù)處理

8.1.1數(shù)據(jù)處理前,輸入真實里程樁號,確保定位信息準確。

8.1.2數(shù)據(jù)處理應選擇合理方法提高信噪比、分辨率。

8.1.3對處理流程和參數(shù)進行反復的試驗優(yōu)選,確保處理流程合理、處理參數(shù)適當、處理結(jié)果準確。

數(shù)據(jù)解釋

8.2.1數(shù)據(jù)解釋時,宜遵循下列原則:

a)在掌握相關物性參數(shù)和結(jié)構(gòu)信息的基礎上,結(jié)合地面變形、管線破損、歷史塌陷、測區(qū)地質(zhì)

資料等情況,按由已知到未知、定性指導定量的原則進行綜合解釋;

b)根據(jù)現(xiàn)場記錄,分析干擾源與數(shù)據(jù)異常的位置關系,區(qū)分有效異常和干擾異常;

c)根據(jù)取芯數(shù)據(jù)計算介質(zhì)的介電常數(shù)和波速,進行時深轉(zhuǎn)換。

8.2.2無病害和不同類型病害的雷達圖譜特征及示例見附錄B。

8.2.3數(shù)據(jù)解釋結(jié)果應包括異常類型、空間位置、規(guī)模等信息。

數(shù)據(jù)驗證

8.3.1使用定位設備回溯病害位置,使用探地雷達復測病害。

8.3.2根據(jù)查明的病害范圍、深度及周邊設施情況,選定鉆孔點進行鉆孔。

8.3.3鉆孔優(yōu)先選用易攜帶、口徑小、噪音低的鉆孔設備。

8.3.4鉆孔驗證宜符合下列規(guī)定:

a)鉆孔位置現(xiàn)場標注并重新測量;

b)查明地下管線情況;

c)對存在道路安全隱患區(qū)域進行圍擋或放置警示標志;

d)鉆孔后測量并拍攝影像資料;

e)驗證結(jié)果記錄并匯總成表;

f)驗證結(jié)束及時封孔;

g)封孔材料抗老化、塑性好、不透水。

9檢測報告

報告內(nèi)容應全面、文字簡練、結(jié)論準確、附圖等資料齊全。

采用多種檢測方法完成的檢測任務,應綜合分析所獲得的各種資料,編寫檢測報告。

檢測報告主要包含下列內(nèi)容:

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a)檢測目的:任務來源及目的、檢測要求;

b)項目概況:檢測地點、檢測對象簡介、工作環(huán)境、檢測日期、工程量等;

c)檢測依據(jù):技術標準、規(guī)范、任務書、設計及變更文件、合同文件等;

d)儀器設備及檢測原理:投入的主要儀器設備、數(shù)量及性能指標,設備的工作原理;

e)工作方法:工作流程、測量方式、參數(shù)選擇、測線布置、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)處理與解釋等;

f)檢測結(jié)果:根據(jù)要求可使用病害信息卡(見表A.2)和檢測病害結(jié)果統(tǒng)計表(見表A.3)的樣

式,內(nèi)容應包括病害類型、病害位置、病害范圍、鉆孔驗證影像資料等信息;

g)結(jié)論及建議;

h)附件:檢測病害結(jié)果統(tǒng)計表、病害信息卡、雷達圖譜等。

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附錄A

(資料性)

記錄和統(tǒng)計表樣式

表A.1、表A.2、表A.3分別給出了檢測記錄表、病害信息卡和檢測病害結(jié)果統(tǒng)計表的具體樣式,在

進行道路深層病害探地雷達無損檢測時應對相關內(nèi)容進行詳細填寫。

表A.1探地雷達檢測記錄表

項目名稱:道路名稱(起止點):

道路結(jié)構(gòu):檢測日期:

天氣:儀器型號:天線中心頻率/MHz:

時窗/ns:采樣率:道間距/cm:

文件名測線編號測線方向測線起點、終點測線長度/m備注

操作員:記錄員:復核員:

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表A.2病害信息卡

病害編號:

病害類型病害位置描述a病害坐標及樁號b病害范圍現(xiàn)場路面情況病害成因分析

長/m:

寬/m:

投影面積/m2:

病害頂部深度/m:

病害底部深度/m:

凈高/m:

位置示意圖病害驗證照片

雷達圖譜現(xiàn)場照片

建議c:

a病害的地址信息,無RTK設備時可根據(jù)此信息找到病害位置。

b病害經(jīng)緯度坐標及樁號信息,能滿足病害的信息化管理需求,快速定位病害位置。

c針對病害的處治建議。

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表A.3檢測病害結(jié)果統(tǒng)計表

中心樁號樁號起點樁號終點凈高深度起點深度終點投影面積病害

編號測線位置經(jīng)度緯度備注

mmmmmmm2類型

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附錄B

(資料性)

雷達圖譜特征及示例

表B.1描述了無病害和裂縫、松散、脫空、空洞、富水等道路病害的雷達圖譜特征及示例。

表B.1無病害和不同類型病害的雷達圖譜特征及示例

類別雷達圖譜特征雷達圖譜示例

各結(jié)構(gòu)層反射波同相軸連續(xù)性好且能量

無病害

均勻,反射波能量規(guī)律性衰減

裂縫頂、底端點位置各對應一條繞射波,

裂縫

同相軸可能存在錯斷、不連續(xù)

反射信號能量變化大,同相軸不連續(xù),

松散

波形雜亂、不規(guī)則

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表B.1無病害和不同類型病害的雷達圖譜特征及示例(續(xù))

類別雷達圖譜特征雷達圖譜示例

反射信號能量強,反射信號的頻率、振

脫空幅、相位變化異常明顯,邊界伴隨輕微繞

射波

反射信號能量強,反射信號的頻率、振

空洞幅、相位變化異常明顯,多次波發(fā)育,繞

射波明顯

反射波極性出現(xiàn)反轉(zhuǎn),頂部反射信號能

富水量較強、下部信號衰減較明顯,同相軸較

連續(xù)、頻率變化不明顯

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目次

前言............................

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