车载式地质雷达信号敏感性测试与分析
2021-03-01雷洋王纯皎齐法琳田甜江波李耀南
铁路技术创新 2021年6期
雷洋,王纯皎,齐法琳,田甜,江波,李耀南
(1.中国铁道科学研究院集团有限公司 基础设施检测研究所,北京 100081;2.中国铁路南宁局集团有限公司 工务部,广西 南宁 530029)
0 引言
地质雷达作为一种无损检测仪器,在铁路隧道衬砌状态检测工作中有重要的应用[1]。对于隧道衬砌检测而言,主要可检测的缺陷为不密实、空洞、含水以及脱空等,这些缺陷的发生都伴随着介质的改变,在钢筋混凝土衬砌中,会出现金属的强反射信号,地质雷达亦可有效探测钢筋与钢拱架的分布[2-3]。
因地质雷达天线普遍无法做到远距离对衬砌背后状态检测,故主流的车载模式利用检测机构支撑地质雷达天线作业。我国首台高铁隧道衬砌检测车的检测机构具备自动控制地质雷达作业的能力[4-5],通过现场应用和检测数据分析总结可知,检测机构机械振动与检测间距的控制域等参数特性对检测数据质量影响明显,不但降低检测精度,对图像的识别造成影响,且后期的数据处理对质量提升极其有限。该类影响分析目前鲜有研究,因此对地质雷达进行动力学激振,研究衬砌检测回波信号的敏感性分析具有重要意义。
1 车载振动环境对地质雷达信号幅频的影响
基于现场检测机构实际振动检测数据,计划将激振工况在幅值0~25 mm、频率1~15 Hz范围内梯次施加。振动发生台设有安全保护控制,使系统只能在非破坏条件内施加激励,如无法施加10 mm-15 Hz的正弦曲线。
在地质雷达天线的1个发射和接收周期内,天线的垂直振动会改变被探测目标反射信号的双程走时,反映到单道波上为相位偏移,雷达回波会产生一定的信号起伏。……
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