许德根， 杨天春， 程 辉， 张 启

(1. 湖南科技大学土木工程学院, 湖南 湘潭 411201;2. 湖南科技大学先进矿山装备教育部工程研究中心, 湖南 湘潭 411201)



隧道衬砌探地雷达检测数值解析及应用

许德根1， 杨天春1， 程 辉2， 张 启1

(1. 湖南科技大学土木工程学院, 湖南 湘潭 411201;2. 湖南科技大学先进矿山装备教育部工程研究中心, 湖南 湘潭 411201)

基于时域有限差分法和有限单元法，对隧道衬砌中钢筋网下的脱空和衬砌背后的脱空进行二维正演模拟，并与实例结果进行对比分析。结果表明: 雷达天线的中心频率越高，其分辨率越高，区分的效果越好；钢筋的密度越小，雷达探测脱空区域的效果越好。通过正演模拟和工程实测相结合，可提高采用探地雷达进行隧道衬砌检测的准确性及解释精度。

隧道衬砌； 探地雷达； 有限单元法； 时域有限差分法； 数值模拟

0 引言

隧道衬砌在施工过程中由于受到工程地质环境和施工因素等方面的影响，在施工后容易出现衬砌厚度不足、钢筋缺失和衬砌脱空等质量问题。这些问题的存在，可严重影响隧道的稳定，降低衬砌的承压能力，必须及时地发现并进行处理[1-3]。探地雷达无损检测技术相对于传统的隧道衬砌检测而言，具有效率高、样本量大和无损性等优点，现已广泛应用于工程检测中[4-6]。

已有学者对探地雷达在隧道检测方面的应用进行了研究，如王法刚等[7]介绍了应用探地雷达对隧道衬砌混凝土质量进行检测的方法；张鸿飞等[8]利用二维时域有限差分法对隧道衬砌空洞雷达图谱进行了正演模拟研究；……