探地雷达探测基坑开挖引起的地基病害应用研究

摘要

基坑开挖扰动周围土体，引起基坑土体疏松、脱空和滑移等地基病害，导致土的含水量发生变化。本文运用探地雷达技术与方法，研究了探地雷达在测定土含水量和探测基坑开挖引起的地基病害中的应用。主要研究工作如下：
　　 (1)探地雷达测定土的含水量实验研究。利用室内模型槽，采用探地雷达反射波法开展了粉土含水量的测定研究，探讨了含水量与介电常数之间的关系。探地雷达的反射波法较常规烘干法有快速无损检测的优势，是一种高效的测定土含水量的手段。
　　 (2)建立了粉土含水量与介电常数之间的关系。通过对实验所获得的含水量和介电常数数据进行曲线拟合，得到了含水量与介电常数之间经验公式。与经典的Topp公式对比表明，由实验土得到的经验公式较Topp公式有更好的拟合程度。提出了应针对不同类型土建立相应的含水量和介电常数之间的经验公式，将有助于合理地测定含水量的建议。
　　 (3)利用探地雷达测线剖面图和单道波形图，探讨了地基病害的图像解释方法。通过对基坑开挖引起的地基病害产生机理的分析，总结归纳了基坑开挖引起的土体脱空、疏松和滑移等典型地基病害的图像特征，提出了考虑反射波电性、波形、振幅、同相轴、能量和频谱等特性的探地雷达图像解释方法。
　　 (4)结合工程实例，开展了探地雷达探测基坑开挖引起的地基病害的应用研究，并结合静力触探原位测试技术对探地雷达图像解释结果进行了验证，对比分析表明，两种方法探测得到的地基病害空间位置具有良好的一致性，表明了探地雷达具有快速有效地确定基坑开挖引起的地基病害的分布范围的能力。
　　 探地雷达作为一种新兴的探测技术，在基坑开挖引起的地基病害等方面的应用研究有待进一步的深入，相应的原位测试技术将为更为精确地获得地基病害位置提供帮助。