探地雷达,用于洪水灾情评估
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探地雷达,用于洪水灾情评估

I

2017年春季,加拿大魁北克南部出现了前所未有的降雨,洪水泛滥。 蒙特利尔地区的河流冲破了河岸和淹没的社区。 在一个社区中,当地的行人码头被完全淹没在3英尺深的水下2周。

洪水消退后,码头明显受损。 码头上有几个互锁的砖制人行道倒塌的区域,表明存在空隙。 检查墩台的垂直壁发现有裂缝,这进一步增加了人们对额外的结构基底被冲走的担忧。 当地市政官员担心码头可能有更多的空隙,这些空隙可能会坍塌,从而对行人造成伤害。

市政当局与魁北克的地球物理服务提供商签约,以扫描码头并报告任何问题区域。

承包商最初考虑使用电磁感应来寻找空隙。 但是,码头上有许多金属障碍物,包括垃圾桶和长凳,会干扰结果。 相反,他们决定使用GPR,因为结果不会受到这些金属物体的影响。

码头表面显示混凝土和互锁的砖表面材料以及空隙。
图1:
码头表面显示混凝土和互锁的砖表面材料以及空隙。

LMX200 GPR检测器用于在遭受大面积洪水淹没的码头上收集12,500英尺的数据。
图2:
LMX200™用于在遭受洪水泛滥的码头上收集12,500英尺的数据。

考虑到码头有许多障碍物和奇怪的形状,以XY网格模式收集GPR数据将非常困难(图3)。 相反,承包商决定使用GPS收集数据以定位GPR数据。 这将使它们比布置网格更快地覆盖码头的整个区域。 使用人行道上的标记以确保一致的间距,以一系列紧密间隔的直线收集数据,直线之间的平均间距约为18英寸(0.5 m)(图4)。

图3:
显示许多障碍的码头的鸟瞰图。

GPR数据收集路径。 GPS定位比XY网格更快,更完整的区域覆盖范围。
图4:
GPR数据收集路径。 GPS定位比XY网格更快,更完整的区域覆盖范围。

在两名技术人员在场的情况下,仅12,500个小时就收集了2.36英尺(3.8英里或4公里)。

数据收集完成后,他们使用EKKO_Project™GPR处理软件中新的SliceView-Lines模块来生成穿过墩的深度切片。 承包商知道码头下面的大石块(用作码头的主要结构部件)不会被洪水冲走,但他们非常担心,码头下面较浅的部分可能被细沙和砾石淹没被洪水驱除。

查看深度切片时,高振幅GPR反射可能表示有空隙。 发生这种情况是因为空气或充满水的空隙与上面的材料形成了很大的对比度,从而产生了强烈的GPR反射。 图5显示了1英尺深的切片,其中红色和黄色的反射器较强,而蓝色和绿色的反射器较弱。 图中指示了表面已经塌陷的三个区域。

这个1英尺深的切片显示了已经塌陷的区域以及可能存在的空隙的其他区域,这些区域作为强力GPR反射器显示为红色和黄色。
图5:
这个1英尺深的切片显示了已经塌陷的区域以及可能存在的空隙的其他区域,这些区域作为强力GPR反射器显示为红色和黄色。

5.5英尺深的切片显示了互锁砖块下方墩深处的巨石和鹅卵石强烈反射。 这些地区的GPR渗透最深。
图6:
5.5英尺深的切片显示了互锁砖块下方墩深处的巨石和鹅卵石强烈反射。 这些地区的GPR渗透最深。

GPR数据显示了在调查期间观察到的一些有趣现象。 例如,最深的GPR渗透发生在用互锁砖覆盖的码头部分,而 具体 在表面渗透较浅; 如图7的GPR线所示。图5.5的6英尺深度切片上的强(红色)GPR信号也显示了这一点。

跨码头的典型GPR线。 GPR信号的穿透能力会有所不同,具体取决于表面是用联锁砖还是钢筋混凝土覆盖。 与混凝土相比,由于电导率较低,GPR信号更强,并且在表面有互锁砖的区域穿透得更深。
图7:
典型 探地雷达 线穿过码头。 GPR信号的穿透能力取决于表面是否被互锁砖或钢筋混凝土覆盖。 与混凝土相比,由于电导率较低,GPR信号更强,并且在表面有互锁砖的区域穿透得更深。

这些观察结果不足为奇,因为混凝土具有相对较高的电导率,并在GPR信号传播到深度之前将其衰减。 互锁砖下面的沙子,砾石,鹅卵石和巨石的电导率要低得多,从而使GPR信号在衰减之前传播得更深。

基于整个码头的GPR扫描,GPR服务提供商迅速识别出具有强烈GPR反射的浅层区域,表明可能存在空隙,并将其提供给市政当局。 根据调查结果,市政当局将维修目标对准了码头上的关键关注区域。 如果在距离地面2英尺的范围内发现了可能的空隙,则将联锁砖移开并添加填充物以固定浅层空隙。

为了解决结构中更深处出现空隙的风险,他们将混凝土注入到可见垂直裂缝的墩壁中。

通过使用GPR,市政当局可以快速,经济高效地评估由于严重洪水而对码头造成的内部破坏,并可以在对公众造成任何伤害之前采取纠正措施。

故事由 地雷达探测公司

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