一种利用视电导率和相对介电常数探测地下障碍物的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用视电导率和相对介电常数探测地下障碍物的方法，通过测得视电导率、圈定水平位置、反映出相对介电常数、确定掩埋深度、确定障碍物位置，利用大地电导率仪可直接测量出工区内部视电导率分布情况，该方法探测手段简单、快速，可直接获得视电导率剖面，用以圈定地下障碍物的水平方向分布情况。然后再根据水平位置，建立地质雷达测线进行详细勘查，最终结合地质雷达剖面结果，综合确定地下障碍物的三维分布情况。本发明专利技术在提高工作效率的同时，做到了地下障碍物精准三维定位，为后期安全施工提供了可靠保障。期安全施工提供了可靠保障。期安全施工提供了可靠保障。

【技术实现步骤摘要】
一种利用视电导率和相对介电常数探测地下障碍物的方法


[0001]本专利技术属于建筑施工领域，尤其是涉及一种利用视电导率和相对介电常数探测地下障碍物的方法。

技术介绍

[0002]城市建筑过程中经常面临既有建筑结构影响，导致建筑结构施工的基础部分施工难度较大，加之复杂的地质情况影响，例如地下障碍物等因素的影响，使得施工难上加难，同时还面临安全风险。在施工前通常会对工区进行开挖，除去工区内部影响后续施工的地下障碍物。但盲目地开挖不仅会破坏工区内部实际地质情况，还会增加很多工作量，投入更多的人力物力。因此，施工前必须先对基础部分进行必要的工程勘探，并做好地质结构预判和预测。工程物探技术是一种通过分析所观察到的地球物理场，利用目标体的物理性质与周围环境之间的差异来识别目标体的大小和性质的方法。城市地下障碍物通常以建筑物基础、地下构筑物及地下不明障碍物的形式存在，相对于周围环境具有不同的物理性质，如介电常数、电导率等等。
[0003]地质雷达是超前地质探测类别中物探法中的一种，具有连续、无损、高效和高精度等优点，属于短距离地质探测方法，尤其适合于对岩溶地区的溶洞、断层、富水岩层等进行探测。与地震波反射相比，地质雷达时效性强，设备简单方便，操作简便，能在现场迅速进行探测工作，在国内外应用广泛。近年来，针对城市地下障碍物的探测通常是采用地质雷达探测方法，该方法基于不同介质的相对介电常数的差异进行探测，设备简便、操作简单，成像效果明显，因此等到了广泛应用。虽然该方法对于地下障碍物分辨率相对较高，但是仅能得到剖面内部地下障碍物的分布情况，对于剖面外部掩埋情况仍然未知。针对大面积施工工区，通常工期较紧，若仅仅采用地质雷达探测未知地下障碍物时，需要涉及多条测线探测，工作量巨大、耗时长、成本高，数据量大，处理复杂。
[0004]大地电导率测量通常用于堤坝、库区、江湖等渗漏探查、坝基质量检测、地下水勘查、土壤盐分检测等诸多领域，已取得了很好的社会经济效益。大地电导率仪主要由信号发射端和接收端组成，发射端发射一个随时间变化的原生磁场，在大地中随之产生非常微弱的交流感应电流，此电流诱发出次生磁场，原生磁场和次生磁场均被接收端接收，次生磁场与原生磁场的比值与电导率呈正相关，可直接计算出大地视电导率分布。该设备不需要与大地接触就可以测量视电导率，无需配备任何探针，勘测简单快捷。利用这类设备进行大地电导率调查，可以大大缩短所需时间，工作效率明显提高。
[0005]目前，基于大地电导率仪和地质雷达综合探测手段已应用于堤坝工程隐患探测中，对于地下障碍物探测仍然是一个未知的领域。通常情况下，城市地下障碍物与周围环境具有电导率和介电常数差异，因此通过大地电导率仪和地质雷达组合探测是可行的。总体来讲，仅利用地质雷达进行大面积施工工区地下障碍物探测，其工作效率低下，针对工区地下障碍物分布情况未知时，前期盲探工作需要大致定位出障碍物水平分布情况，然后在对其进行详探，确定其深度方向掩埋状态，进而推断出障碍物的三维分布情况，这对于后期安
全施工具有重要意义。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种利用视电导率和相对介电常数探测地下障碍物的方法，通过利用视电导率和相对介电常数信息探测地下障碍物，在提高工作效率的同时，做到了地下障碍物精准三维定位，为后期安全施工提供了可靠保障。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种利用视电导率和相对介电常数探测地下障碍物的方法，包括以下步骤；S1、测得视电导率；利用大地电导率仪进行面积性盲探，通过数据处理得到平面视电导率情况；S2、圈定水平位置；结合视电导率信息和探测地实际情况，圈定目标地质体水平位置；S3、反映出相对介电常数；根据S2中圈定的目标地质体水平位置，利用地质雷达布设雷达测线进行详探，通过数据处理得到雷达数据剖面，该剖面即可反映地下相对介电常数信息；S4、确定掩埋深度；结合S3中剖面所反映的相对介电常数信息，进而详细确定目标地质体的掩埋深度；S5、确定障碍物位置并验证；综合视电导率和相对介电常数信息，确定地下障碍物的三维位置，并对探测结果进行开挖验证。
[0008]进一步的，大地电导率仪包括信号发射端和接收端，信号发射端工作时发射一个随时间变化的原生磁场，在大地中随之产生非常微弱的交流感应电流，此电流诱发出次生磁场,原生磁场和次生磁场均被接收端接收，次生磁场与原生磁场的比值与电导率呈正相关，即；其中，为角频率，为发射频率，单位为Hz；为大地电导率，单位为S/m；s为发射端与接收端之间距离，单位为m；为真空磁导率。
[0009]进一步的，S1中的面积性盲探；通常根据工区大小采用满覆盖模式，实现快速直观地得到整个工区内部大地电导率分布情况的目的；满覆盖模式为沿南北方向对测线进行布设，采集顺序为S型或平行或网格状。
[0010]进一步的，S1中的数据为各个测点处电导率数据，需要利用软件或程序，对该散点数据进行网格化，则能够得到整个工区内电导率分布情况。
[0011]进一步的，S2中，大地电导率测量是以地下介质电导率差异为测量基础，目标地质体与周围环境的电导率存在差异，即反映出目标地质体位置。
[0012]进一步的，S3中，雷达测线的布设与目标地质体走向垂直或斜交。
[0013]进一步的，S3中，数据处理包括静校正、截除初至波、能量补偿、背景去除、滤波处理。
[0014]进一步的，S4中，电磁波的不同介质交界面处形成不同的强反射信号，根据波性特征读出异常体形态和具体位置信息。
[0015]进一步的，S5中，先利用工区内平面视电导率分布目测圈定目标地质体水平位置，再利用地质雷达详探目标地质体的掩埋深度和水平分布位置，进而确定地下障碍物的三维分布情况。
[0016]相对于现有技术，本专利技术所述的一种利用视电导率和相对介电常数探测地下障碍物的方法具有以下优势：（1）本专利技术利用大地电导率仪预先进行面积性盲测，直接计算出大地视电导率，可以快速圈定地下障碍物可能分布的水平位置。
[0017]（2）本专利技术根据视电导率分布情况，建立地质雷达测线，进行地质雷达详探，极大地提高了工作效率。
[0018]（3）通过利用视电导率和相对介电常数信息探测地下障碍物，在提高工作效率的同时，做到了地下障碍物精准三维定位，为后期安全施工提供了可靠保障。
附图说明
[0019]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术一种利用视电导率和相对介电常数探测地下障碍物的方法的原理图；图2为本专利技术大地电导率探测满覆盖测线示意图；图3为本专利技术平面视电导率分布情况及地质雷达剖面；图4为本专利技术目标地质体掩埋深度示意图；图5为本专利技术一种利用视电导率和相对介电常数探测地下障碍物的方法流程框图。
[0020]附图标记说明：1、雷达测线。
具体实施方式
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用视电导率和相对介电常数探测地下障碍物的方法，其特征在于，包括以下步骤；S1、测得视电导率；利用大地电导率仪进行面积性盲探，通过数据处理得到平面视电导率情况；S2、圈定水平位置；结合视电导率信息和探测地实际情况，圈定目标地质体水平位置；S3、反映出相对介电常数；根据S2中圈定的目标地质体水平位置，利用地质雷达布设雷达测线进行详探，通过数据处理得到雷达数据剖面，该剖面即可反映地下相对介电常数信息；S4、确定掩埋深度；结合S3中剖面所反映的相对介电常数信息，进而详细确定目标地质体的掩埋深度；S5、确定障碍物位置并验证；综合视电导率和相对介电常数信息，确定地下障碍物的三维位置，并对探测结果进行开挖验证。2.根据权利要求1所述的一种利用视电导率和相对介电常数探测地下障碍物的方法，其特征在于：大地电导率仪包括信号发射端和接收端，信号发射端工作时发射一个随时间变化的原生磁场，在大地中随之产生非常微弱的交流感应电流，此电流诱发出次生磁场,原生磁场和次生磁场均被接收端接收，次生磁场与原生磁场的比值与电导率呈正相关，即；其中，为角频率，为发射频率，单位为Hz；为大地电导率，单位为S/m；s为发射端与接收端之间距离，单位为m；为真空磁导率。3.根据权利要求1所述的一种利用视电导率和相对介电常数探测地下障碍物的方法，其特征在于：S1中的面积性盲探；通常根据工区大小采用满覆盖模式，实现快速直观地得到整个工区内部大地电导率分布情况...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宇豪，崔亚彤，李金伟，张春晓，宗博，谭永华，蔡克俭，杨金瑞，
申请(专利权)人：天津市勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：