罗 蕊， 王 睿， 喻晓豪

(四川师范大学工学院，四川成都610068)

截至2018年底，我国高铁运营里程已达到2.9×104km以上[1]。在高铁隧道的建设和运营中，由于地质环境复杂、设计施工不够完善以及其他人为因素使隧道不可避免地发生病害。其中，裂缝是隧道衬砌最为常见的病害之一，当裂缝扩展到一定程度时，必将导致受力状态发生改变，致使结构破坏的机率增大，同时还可能引发渗漏水、结构冻害等表观病害[2-3]。防治裂缝的前提是及时、准确、快速地检测到裂缝的相关数据。目前检测裂缝的主要方法有雷达检测法、图像处理检测法、激光扫描检测法、超声波检测法、冲击弹性波检测法、光纤传感检测法，本文对上述检测方法从检测原理、检测效率以及应用优缺点进行了系统性分析和比较。

1 探地雷达检测

1.1 探地雷达检测原理

探地雷达主要利用不同的介质在电磁特性上的差异会造成反射回波在波幅、波长以及波形上有相应的变化这一原理。探地雷达系统通常由发射机、收发转换开关、接收机以及处理信号的主机等部分组成。在实际应用中，如图1所示，探地雷达在发射出电磁波后，可以通过信号接收装置对反射回波信号进行接收，并对该信号进行分析。通过分析其反射波谱的形状、频谱特征和反射时间等参数，进而得出检测裂缝的孔隙度、张开度、线密度等性质。

图1 地质雷达工作原理

1.2 探地雷达检测可行性分析

探地雷达是检测和识别地下目标的一种有效设备，其应用领域十分广阔，被广泛应用于岩土勘查、工程建筑结构勘查及生态环境探测等方面。……