一种基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统

摘要

本实用新型公开一种基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统，包括探地雷达，还包括实验砂箱，实验砂箱内填充实验介质，在实验砂箱底部设置金属板，在实验砂箱内设置空洞，空洞为不同形状和不同材质空洞；在实验砂箱顶部设置有屏蔽天线，屏蔽天线与探地雷达无线连接。本实用新型可以将不同尺寸的空洞埋在不同深度的实验砂箱内，从而获得不同深度的空洞数据。从而研究探地雷达探测地下空洞随深度分辨率的变化规律，再利用电磁波的这个特性，准确识别地下空间的位置。本实用新型试验方法简单、高效；数据处理方法简，简单易于上手；识别方法易于实现，方便应用，对准确探测地下空间和管线具有重要的意义。

说明书

技术领域

本实用新型属于道路探测技术领域，具体地说涉及一种用地质雷达电磁波技术研究地下管线的探测试验系统。

背景技术

随着城市化进程加剧，以往的老城区由于历史原因，使得地下管线错综复杂，位置信息不明确，给道路改造以及其他工程造成影响；同时由于地下水管泄漏等使得地下异形空间较为发育，严重影响道路安全。急需一种快速、准确的探测地下水空间位置及特征，尤其针对浅部空洞的探测，为道路安全起到防患于未然。

发明内容

对于浅部地下空洞的探测主要采用地质雷达，存在以下问题：1）地质雷达如何能够识别地下空洞的最小尺寸及形态特征；2）地质雷达电磁波随着地下空洞深度的变化其分辨率是如何变化的；3）如何利用电磁波的特性，准确识别地下空间的位置。以上这些问题，目前还没有得以解决。

因此，针对上述问题，本实用新型提供一种基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统，实现利用地质雷达探测地下空洞的最小分辨率以及采用不同电磁波属性识别地下空洞特征方法，为较小地下管线或者地下空洞探测提供依据。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统，包括地质雷达，还包括实验砂箱，实验砂箱内填充实验介质，在实验砂箱底部设置金属板，在实验砂箱内设置空洞，空洞为不同形状和不同材质空洞；在实验砂箱顶部设置有屏蔽天线，屏蔽天线与地质雷达无线连接。

上述基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统，所述实验砂箱上设置有刻度。

上述基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统，所述不同形状和不同材质空洞为矩形木质空洞、圆形PVC空洞和异型石膏空洞。

上述基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统，在实验砂箱内的同一深度分别设置有矩形木质空洞、圆形PVC空洞和异型石膏空洞。

上述基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统，实验砂箱深度决定空洞尺寸，深度小对应空洞尺寸小。

上述基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统，所述屏蔽天线为900m屏蔽天线。

上述基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统，所述实验介质为细砂。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：将小尺寸的不同形状不同材质空洞设置在浅层不同深度，用探地雷达进行探测，获取浅层空洞电磁波数据；然后将小尺寸空洞取出，将稍大尺寸的不同形状、不同材质空洞设置在中层深度，获取中层空洞的电磁波数据；再将稍大尺寸空洞取出，将大尺寸的不同形状不同材质空洞设置在更深的深度，获取地下空洞电磁波数据，从而分析探地雷达探测地下空洞随深度分辨率的变化特征，再利用电磁波的这个特性，准确识别地下空间的位置。

本实用新型试验方法简单、高效；数据处理方法简，简单易于上手；识别方法易于实现，方便应用，对准确探测地下空间和管线具有重要的意义。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及试验更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本发明。

如图1所示的一种基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统，包括地质雷达，还包括实验砂箱7，实验砂箱内填充实验介质，在实验砂箱底部设置金属板6，用于标定实验介质的相关参数；在实验砂箱内设置空洞，空洞为不同形状和不同材质空洞；在实验砂箱顶部设置有屏蔽天线，屏蔽天线与地质雷达无线连接。

上述基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统，为了方便对不同深度的空洞进行探测，在实验砂箱上设置刻度，方便记录。

上述基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统，所述不同形状和不同材质空洞为矩形木质空洞3、圆形PVC空洞4和异型石膏空洞5。

在实验时，矩形木质空洞尺寸选2.0cm、5.0和10.cm三种规格；圆形空洞采用PVC材质，尺寸为1.5cm、2.0cm、2.5cm、3.2cm、4.0cm、5.0cm、7.5cm、11.0cm、16.0cm九种规格；异形空洞采用石膏快速成型的特点，设计大、中、小三种规格的空洞。

上述基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统，在实验砂箱内的同一深度分别设置有矩形木质空洞、圆形PVC空洞和异型石膏空洞。

上述基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统，实验砂箱深度决定空洞尺寸，深度小对应空洞尺寸小。这里深度是从上向下，离砂箱顶部近的为浅层，离砂箱底部近的为深层。

在实验时，提供五种不同埋深的地下水洞探测试验，埋深分别为10.0cm、20cm、30cm、40cm、50cm，每个埋深均同时设置三种形状空洞，主要用于探地雷达探测地下空洞的分辨率。

上述基于地质雷达电磁波的地下管线探测试验系统，所述屏蔽天线为900m屏蔽天线，实验介质为细砂。

实验介质选用细砂，地质雷达1连接900MHz屏蔽天线2按照试验设计，在地表开展连续探测试验和点探测试验，获取不同地下空洞深度、规格和材质的电磁波数据。

本实用新型的工作过程如下：

将小尺寸的不同形状不同材质空洞设置在浅层不同深度，用探地雷达进行探测，获取浅层空洞电磁波数据；然后将小尺寸空洞取出，将稍大尺寸的不同形状、不同材质空洞设置在中层深度，获取中层空洞的电磁波数据；再将稍大尺寸空洞取出，将大尺寸的不同形状不同材质空洞设置在更深的深度，获取地下空洞电磁波数据，从而分析探地雷达探测地下空洞随深度分辨率的变化特征，再利用电磁波的这个特性，准确识别地下空间的位置。

然后再对地质雷达获取的电磁波数据进行处理，通过对电磁波属性的计算、分析，可以得到准确的电磁波衰减规律，分析地下空洞与周围介质之间的界面，从而实现对地下空洞形态进行识别。

本实用新型的技术方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。