如何在大坝检查和安全性中使用地面穿透雷达

由于水负荷，水饱和度和侵蚀引起的压力，工程师正在寻找可靠的方法，使他们能够探测大坝的结构完整性。

大坝是跨水道的关键结构，以控制水的流动。从由土壤制成的小路堤到大型混凝土结构，这些结构对于发电，供水和灌溉至关重要。¹

可能影响大坝的一些最重要的问题是裂缝和空隙。但是，传统的调查方法具有侵入性和破坏性，仅覆盖小区域。

当进行视觉检查时，也很容易错过不连续性和异常，并且如果不使用非破坏性方法，也不会发现其他缺陷。

可以使用不破坏大坝通常操作的非破坏性调查方法对于维持安全至关重要。²

为此，地面穿透雷达（GPR）是一种无损的测试技术，用于研究泥土和混凝土大坝中的空隙，裂缝，断裂和其他变形。³GPR可以对结构的大面积进行调查，同时提供出色的空间分辨率。

什么是穿透性雷达？

雷达（无线电检测和范围）是一项熟悉的技术，它使用无线电波来确定远处物体的距离和速度，例如飞机和船舶，通过弹跳无线电波。

在GPR系统，天线会传输由不同材料反映并返回接收器的高频无线电波。欧洲杯足球竞彩GPR系统测量了这些无线电波穿过材料并返回接收器所需的时间。欧洲杯足球竞彩

遇到的材料的介电介电常数决定了GPR系统传播的无线电波的速度。

在GPR调查中，天线在调查线上行驶，并记录一系列数据点，然后绘制这些数据点以形成该区域的轮廓。⁴

GPR最好在干燥的土壤，冰，岩石和淡水中。然而，在粘土土壤中，与通常为30英尺或更高的沙质土壤相比，穿透深度可能只有几英尺。

低频天线信号比高频天线更深，但是与高频天线产生的高分辨率图像相比，所产生的图像更粗糙。

地面穿透雷达的优势

检查大坝法国拉帕利斯。图片来源：Arkogeos

与替代性非破坏性测试方法相比，例如红外热力计，声发射测试，微波和基于超声波的技术，地面穿透性雷达在更少的时间内提供了更大的调查深度。^5,6

GPR在Megahertz或Gigahertz范围内的频率范围内工作。高频天线可用于研究小规模劣化，增强杆（钢筋），空隙，裂缝和分层。

另一方面，低频天线是研究深层结构，大泄漏，空隙和断裂的理想选择。这些低频天线也是获得大型数据集的理想选择，使用更多的侵入性技术很难收集。

调查完成后确定问题区域；特殊软件用于后处理和解释GPR系统的数据。该数据使大坝运营商可以选择对诸如钢筋腐蚀和具体恶化等大坝状况进行关键评估，并采取预防措施以避免灾难性的失败。

该GPR数据也可能与视觉检查和维护记录相关，以提供大坝条件的完整图片。

GPR与替代地面调查技术结合使用，可以在整个大坝的运营生活中完全保证结构完整性。

地面穿透雷达的应用

数十年来，GPR一直用于执行非破坏性环境，地质和大坝评估。它被认为是一种有价值的工具，可在减少劳动力，时间和成本的同时生产有关结构概况和维修的准确数据。

在寻找和确定必须修复的结构缺陷方面，具体检查至关重要。

GPR用于在混凝土板中定位恶化，并确定适当的增援类型。GPR是调查大坝完整性的高度有价值的非破坏性工具，因为它可以有效地识别结构缺陷，从而以最小的风险和成本来快速恢复行动。

调查Cuadat灌溉坝

使用GPR系统检查Cuadat灌溉大坝。图片来源：Vucico越南

Vucico越南参与了几年来对越南的Cuadat灌溉大坝的调查。在2004年至2009年之间，在河内西南部的Chu河上建造了Cuadat水库的一部分，长达1,023米，高119米。

该水库为工业和家庭用品提供水以及86,000公顷的农业用地。这项调查是在几年的时间内进行的，扫描了大坝的整个表面。

始终大坝检查，Vucico使用了两个不同的GPR天线；2700 MHz和900 MHz。该团队使用带有900 MHz天线的Sir 30识别可能的空隙，其中2700 MHz天线作为结构Can Mini XT的一部分，用于定位现有的钢筋以更好地分辨率。

调查人造堤防

人造堤防是防洪中的关键组成部分。它们的有效性可能会因结构缺陷而严重损害。在匈牙利，GSSI的先生，一个4,200公里长的堤防系统保护了该国的三分之一^®使用了3000个具有270 MHz和200 MHz天线的GPR单元来研究这些堤防。

进行断裂评估以检测混凝土中的泄漏区域。图片来源：Szeged University

在这里强烈建议GPR调查堤防的一部分，因为它为研究区域的地下设置提供了更现实的形象。GPR调查是使用SIR 3000控制单元（地球物理调查系统Inc.）进行的，该单元（地球物理调查系统公司）在调查轮模式下连接到200和270 MHz中心频率天线。每个GPR轮廓的长度为100 m。配置文件是连续的，这意味着一个配置文件的端点是另一个配置文件的起点。

处理后，详细分析了GPR轮廓以识别界面并记录不同类型的异常。然后根据洪水风险对异常进行分类和评估。分析了与堤防健康的其他参数有关的不同类别的空间分布。除了映射结构差异和缺陷外，还通过研究信号的衰减来评估堤防成分的变化。

Diaa Elsayed博士匈牙利Szeged University的学生

堤防的完整轮廓是由单个GPR轮廓形成的，长度为100米。从此发现了六种不同类型的异常，并根据其造成的洪水风险进行分类。它们的空间分布得到了映射，还评估了堤防成分的变化。

在空间分布与异常的频率和洪水发生之间发现了相关性。这表明了GPR在预期洪水风险方面的能力。

鉴定出的GPR异常类型的代表性曲线：a）收缩裂纹，b）介电介电常数的显着变化，c）显示堤防冠上的收缩裂纹。图片来源：Szeged University

在大型的大地大坝中，有一个水坝核心，过滤器，支撑堤和斜坡衬里。这些结构在逐案基础。水总是渗入大坝，在大坝下和周围。当内部侵蚀开始时会出现问题，IE。，水的流程如此之大，以至于它消除了地面材料并在大坝结构中形成腐蚀。GPR概况中明显的偏差是此类问题的结果。这些是我们试图找到的不良发现。因此，大坝所有者可以计划正确的维修类型。我们认为，GPR是风险评估的具有成本效益的工具。

Terho Makinen，Suomen Maatutkapalvelu

检查土水坝。图片来源：Suomen Maatutkapalvelu

大坝安全组

这大坝安全组（DSG）提供最广泛的地震和地球物理技术和技术，以解决路堤，堤防和大坝的非侵入性研究，维护和监测。

DSG汇集了地面雷达，地震层析成像，电阻率成像，地震监测和有线钻孔记录。在此处查找有关大坝安全组和一系列大坝检查技术的更多信息：

https://damsafetygroup.com/

最终考虑

地面穿透性雷达是一种无损的测试方法，可有助于以一种经济有效且具有时间有效的方式检查大坝的结构完整性。GPR可以可靠地与其他调查技术一起使用，以提供全面的大坝健康状况。

参考

1. 国家大坝安全官员协会。大坝101。[在线]可用：https://damsafety.org/dams101
2. FEMA。大坝安全联邦准则。[在线]可用：https://www.fema.gov/emergency-managers/risk-management/dam-safety/federal-guidelines
3. Loperte A，等。al。（2011）在大坝监测中穿透雷达的地面：阿切伦扎（意大利南部）的测试案例。国际地球物理杂志[在线] 2011：1-9。可用网址：https://www.hindawi.com/journals/ijge/2011/654194/
4. yazdani n，等。al。（2018）用FRP修复的混凝土结构的现场评估。在：混凝土基础设施的生态修复和康复。Elsevier [在线] p。171–94。可用网址：https://www.欧洲杯线上买球sciendirect.com/science/article/pii/b97800800810218110083
5. Dong Y.，等。al。（2011）使用纤维增强聚合物（FRP）复合材料修复的民用结构的非破坏性测试和评估（NDT/NDE）。在：土木工程结构的服务寿命估计和延长。Elsevier [在线] p。193–222可用：https://www.欧洲杯线上买球sciendirect.com/science/article/pii/b978184569398500079
6. 解雇。D.，等。al。https://www.hydroreview.com/hydro-industry-news/nondistructive-techniques-for-specting-conconconcrete-dams-and-spillways/

该信息已从地球物理调查系统公司提供的材料中采购，审查和改编。欧洲杯足球竞彩

有关此消息来源的更多信息，请访问地球物理调查系统公司