探地雷达的国内外发展现状及在我国土木工程建设中的应用-开题报告

传统的检查方法一般根据检查规程随机选点、钻孔取样，然后进行室内分析处理，从中获取厚度、深度、强压、压实度和含水量等工程参数。这种常规方法具备直观、可靠的特点，能够直接反映工程实体的某些特性，但是也存在很大的局限性，其代价高、偶然性大、代表性差，对工程实体具有一定的破坏性，并且效率低下，已不能满足现代工程建设发展的需要。

探地雷达是一种新型的检测设备，在工程建设实际应用中逐渐被人们所重视，并且得到广泛应用。它利用分辨率高、探测速度快的优点，在工程检测过程中体现出快速、有效、无损的高标准，对于工程建设的相关技术问题提出准确的检测数据与正确的治理方法，具有很好的现实意义。

一、文献综述

（一）国外研究现状

虽然探地雷达技术在20世纪末期才得到快速发展，但雷达探测技术的运用最早可以追溯到20世纪初期。

1904年，德国人Leimbach首次将电磁波信息技术应用在比较远距离的金属物体上，通过探测得出相应的数据，这是被公认的有关探地雷达的最早应用。

由于电磁波在固体物质中的传播比在空气中要复杂得多，因此早期的探地雷达多应用于吸收微弱的冰层以及岩矿等介质中。如S.Evans（1963）使用探地雷达准确地测量了极地冰层的厚度；HarHson（1970）在南极冰面上得到探地雷达穿透800-2200m数据；Unterberger R.R（1974）运用探地雷达探测岩矿夹层；Kadaba（1976）利用冲激探地雷达测量沙漠结构；Roe和Ellerbruch（1979）利用探地雷达探测煤层厚度等[1-2]。

近年来，随着时域电磁波理论、电子技术和计算机技术的发展，世界上出现了研制无载频脉冲探地雷达的热潮。如美国Kansas大学近年在研究探地雷达用于航空航天局探测火星的应用；美国Ohio州立大学的Chen C C和Gupta J等进行地雷、未爆炸物探测等方面的研究等。在欧洲也有很多国家进行探地雷达的研究，如比利时RMA建有专门的超宽带探地雷达实验室，意大利JRC、瑞典的FOA、法国-德国的Saint-Louis研究所、英国的Liverpool大学以及挪威科技大学等机构都在进行探地雷达的研究。

（二）国内研究现状

在国内，对探地雷达的研究起步相对较晚，实际中使用的探地雷达多是从国外引进的。

20世纪80年代初，我国引进第一台探底雷达SIR-8用于道路的厚度检测和脱空识别等，并在探地雷达的理论和应用研究方面进行了大量的研究。

王春辉、刘四新、仝传雪（2006）[3]运用探地雷达反射波法、地面波法、钻孔探地雷达法、地表反射系数法等四种方法对土壤水含量进行了测量。

谢昭晖，李金铭（2007）[4]分析了探地雷达技术在我国岩土工程勘察、水文地质勘察、工程质量检测、矿产资源勘探等众多领域的应用现状，并展望其发展前景，指出了探地雷达在工程应用中存在的问题与应开展深入研究的工作。

何亮，王旭东，杨放（2007）[5]结合国内外关于探地雷达测定土壤含水量的最新研究成果，分析了探地雷达测定土壤含水量的基本原理和计算方法，总结和评价了土壤含水量与土壤介电常数的不同计算模型，针对实际应用中存在的不足，提出了相关改进措施，并展望发展方向。

朱安宁，吉丽青，张佳宝，等（2009）[6]运用探底雷达对土壤水分进行测定。他在总结国内外相关研究的基础上，阐述探地雷达技术测定土壤含水量的基本原理。并比较国内与国外在探地雷达土壤含水量的研究方法与研究进展，评价了各方的优势与不足，为探地雷达在我国农田土壤上应用开创新的领域提供参考。

张迪，李家存，吴中海，等（2015）[7]选择高分辨率的探地雷达对玉树走滑断裂带活动性进行探测。研究表明，探地雷达是一种快速探索活动断层的有效方法，尤其是在地表破裂不明显的区域，不仅可以准确地判断断层的位置、走向及空间展布，还可以将断裂带附近地下岩层的层位信息及探槽断面之外的地表下图像清晰地呈现出来，为以后运用探地雷达探测活动断层提供参考。

张孝胜（2015）[8]对探地雷达在公路检测中的应用进行了研究，通过对探地雷达工作原理的阐述，分析了影响测量精度的参数，分析了其在公路检测中的具体应用，并总结了对探地雷达勘探应用的认识。

杨晓航，杨春旗（2015）[9]研究了探地雷达在隧道工程检测中的应用。他认为探地雷达法作为混凝土工程检测的方法，既不会对工程实体造成破坏，又能科学地剖析混凝土内部质量缺陷，是控制隧道工程质量的重要方法。

毕翰文（2015）[10]对探地雷达技术在地下管道探测中的应用进行研究。他通过探地雷达的具体运用方法和工作原理的分析，对城市自来水管道和地下燃气管道进行探测，研究结果表明探地雷达技术是极为有效的。

通过探地雷达发展历程了解到将其应用于实际生产中，如今人们逐渐对探地雷达的各方面特点有了比较深刻清晰地认识。探地雷达具有检测速度比较快、操作易懂而且简单、检测中对工程实体没有破坏性、检测定位准确而且精度较高、检测分辨率高、可实时成像等众多优点，探地雷达具有很好地实用价值，应用前景广阔。目前，世界上已经有许多国家正在投入大量的人力和物力，进行探地雷达研制、改进等工作。

二、^范文提纲

引言

1.探地雷达概述

1.1 探地雷达概念

1.2 探地雷达基本原理

1.3 探地雷达系统组成

1.4 探地雷达的特点与优势

2.探地雷达的国内外发展现状

2.1 探地雷达的国外发展现状

2.2 探地雷达的国内发展现状

3.探地雷达在地铁隧道探测中的应用

3.1 探测方案

3.2 数据处理和资料解释

3.3 武汉地铁2号线隧道探测实例

4.探地雷达的局限与发展前景

4.1 探地雷达的局限性

4.2 探地雷达的发展前景

5.总结

三、参考文献

[1]刘恒.路用探地雷达在道路工程中的应用研究[D].大连理工大学，2009

[2]伍敏.探地雷达在沥青路面检测中的应用研究[D].长安大学，2012

[3]王春辉、刘四新、仝传雪.探地雷达测量土壤水含量的进展[J].吉林大学学报，2006（11）：119-125

[4]谢昭晖，李金铭.我国探地雷达的应用现状及展望[J].工程勘察，2007（11）：71-75

[5]何亮，王旭东，杨放.探地雷达测定土壤含水量的研究进展[J].地球物理学进展[J].2007（5）：1673-1679

[6]朱安宁，吉丽青，张佳宝，等.基于探地雷达的土壤水分测定方法研究进展[J].中国生态农业学报，2009,17（5）：1039-1044

[7]张迪，李家存，吴中海，等.探地雷达在探测玉树走滑断裂带活动性中的初步应用[J].地质通报，2015，34（1）：204-216

[8]张孝胜.浅谈探地雷达在公路检测中的应用[J].江西建材，2015（18）：156-157

[9]杨晓航，杨春旗.探地雷达在隧道工程检测中的应用[J].2015（11）：114-116

[10]毕翰文.地下管道探测中探地雷达技术的应用探讨[J].2015（21）：126

[11]M.dela Vega. Ground-Penetrating Radar and Geo-electrical Simulations of Data from the Floridablanca Archaeological Site.Archaeological Prospection Archaeol Prospect.12,19-30（2005）.