雷达法检测混凝土缺陷技术简介

雷达法是近年来迅速发展起来的一种无损检测技术,具有快速、无损、能连续检测、检测结果直观等特点。 该方法已经越来越广泛地应用于土木工程的各个领域。 雷达法检测的原理是:以超高频电磁波作为探测场源,由一个发射天线向被测结构发射一定中心频率的无载波电磁脉冲波,另一天线接收由被测结构不同介质界面产生的反射回波,电磁波在介质中传播时,其传播时间、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质(如介电常数)及测试目标体的几何形态的差异而产生变化,根据接收的回波旅行时间、幅度和波形等信息,可探测地下目的体的结构和位置信息。

通过合理布置测线,正确选取天线频率和测试参数,雷达法可有效检测出各类钢筋混凝土缺陷的位置、规模及发育程度,其测试原理和基本组成如图11.16 所示。

图11.16　雷达法工作原理及基本组成示意图

1)雷达法的数据与图像处理

①数据处理前,检查原始数据的完整性与可靠性,对雷达信号进行增益处理。

②采集的数据进行零线设定,按相关方法进行滤波处理,并有选择地进行反滤波处理、时域偏移处理等。

③单道雷达波形分析:确定反射波组的界面特征、识别干扰反射波组、识别正常介质界面反射波组、确定反射层信息。

④依据入射波和反射波的振幅、相位特征和同相轴形态特征识别雷达图像。

⑤雷达图像分析:

a.结合多个相邻剖面单道雷达波形,找到数据之间的相关性;

b.结合现场的实际情况,将检测区域表面情况和测得的雷达图像进行比对分析;

c.将测得的雷达图像与经过验证的雷达图像进行比对分析。

2)结果分析

①单个雷达图像的缺陷识别宜符合下列规定:(www.xing528.com)

a.根据孔洞缺陷典型雷达图像识别孔洞位置与分布;

b.根据裂缝缺陷典型图像特征识别裂缝位置;

c.根据不密实缺陷典型图像特征判定不密实区。

②缺陷判定按下列方法进行:

a.将检测到缺陷的单张雷达图像和典型的经过验证的缺陷雷达图像进行比对分析,初步判断缺陷的性质、位置和埋深;

b.通过比对分析目标物上方多条相邻测线的雷达图像判定结果;

c.必要时选取部分待判定的缺陷部位采取钻芯方法进行验证。

③对于单张雷达图中的钢筋和缺陷,可利用单道波形图与雷达剖面图相结合的方法进行识别。

④根据缺陷判读结果绘制缺陷平面图。

由于桥梁结构较为复杂,钢筋密集,所以在很多情况下雷达法检测不适用,检测效果很差。 在以下情况不建议使用雷达方法:

①多层钢筋覆盖下的病害查找(双层钢筋可以用小型天线阵雷达系统检测,三层及以上不建议雷达方法检测);

②操作空间限制,天线无法以合适方式检测;

③检测目标物尺寸和埋深与天线频率不匹配时;

④精确确定被测物,需要用已知目标物或取样坐标定来修正测量值。