探地雷达（GPR）：一种用于建造的突破性技术

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土地测量是利用多种工具和技术，对土地进行观测和测量的一种精细研究或检查。在任何建造工作开始之前，有一项重要的任务必须完成，就是了解一片土地的特性。高速公路、桥梁、隧道、大坝等所有土木工程项目的规划和设计均以测量为基础。

这有助于了解国家和国界线，绘制海岸线及可通航的河流湖泊，建立控制点，进行水文学和海洋学制图绘图，绘制地球表面地形图，采集实地数据，预制被测区域的平面图或地图，为当前及未来的工程建造工作分析、计算实地参数。

土地测量通过使用几种工具和技术进行，其中一种是探地雷达（GPR）。

什么是探地雷达？

除了了解地面以上是什么，了解地下是什么也很重要。为此，能提供地下信息的探地雷达被广泛使用。

探地雷达是利用雷达脉冲对地下进行成像的一种地球物理方法。这种无损检测方法利用无线电频谱中微波波段的电磁辐射，探测地下结构的反射信号。探地雷达可应用于各种介质，包括岩石、土壤、冰、淡水、路面和建筑物。在合适的条件下，从业者使用探地雷达探测地下物体、材料性能的变化以及空洞和裂缝。

探地雷达通常使用极化无线电波10 MHz到2.6 GHz范围内的高频部分。探地雷达发射器和天线向地面发射电磁能。当能量遇到埋藏物体或不同介电常数材料之间的边界时，会反射回地表。然后接收天线会记录反馈信号的变化。其所涉及的原理与地震学类似，除了探地雷达方法采用的是电磁能而不是声波能，而且能量可能在地下电性能变化的边界处反射，而不是像地震能那样在地下机械性能变化的边界处反射。

探地雷达的应用

用途

地下基础设施的搬迁和改线通常是非常昂贵且耗时的。它会影响到周围的环境，并导致交通瘫痪。因此，了解埋在地下的物体并且规划设计地下基础设施是非常重要的。有几种方法可以做到这一点，例如电磁定位器、挖掘机等，但同样地，它们不足以提供全面的信息，而且成本也很高。

与其他测量方法相比，探地雷达已成为提供精确估定的最佳技术之一。它的侵入性较小，可以定位管道，在无需任何挖掘、探测或钻孔的地下探测中是一种强大的可视化辅助。

探地雷达可用于所有公用设施，例如粘土管、塑料管或PVC管、混凝土管、金属管、阀门缺失、水箱、废弃管线、非法或未知连接、导管、水体、废水、气体、电力、通讯线缆、光纤、化粪池、空隙或检修孔。

采矿

探地雷达在勘探和采矿业中有着重要的地位，尤其是在地下测绘方面。在采矿业中，探地雷达降低了开采成本。通过有效的方法，如钻孔调查，可以以可接受的成本从深海获取信息。测量系统有助于识别岩石质量、确定采矿安全性、确定基岩深度、查明岩石质量、矿产勘探、地下水勘探、裂缝特征描述等。

探地雷达也有助于在搬运作业前准确定位地下结构。在深井应用中，该系统对于识别潜在的岩石爆破区域的地质特征至关重要，例如断裂、剪切带和断层。

施工

在规划任何施工作业之前，必须提供准确的地下信息。最重要的是确定地下设施以避免各种问题的发生。这就是探地雷达可以发挥作用之处。该技术能够探测、识别金属和非金属公用设施，有助于项目负责人了解地下情况，规避下一阶段的风险。

在施工过程中，该系统有助于定位埋在建筑构件中的钢筋、地下空隙和分层结构。它不仅可用于评估建筑的混凝土构件，还可用于土壤和砖石建筑、古代遗迹以及定位埋藏的管线和管道。

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来源：Geospatial World（版权归原作者及刊载媒体所有）

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翻译 /张向蕊   校对 / 朱浩然、林逸文

编辑 / 黄敏  审核 / 裴家珍 游志龙

指导：万剑华教授