提示:从GPR数据确定管道直径
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提示:从GPR数据确定管道直径

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尽管大多数公用事业定位器只是想知道管道的位置,但有时需要更详细的信息。 一个例子是知道埋管的直径。

要估计管道直径,必须存在三个重要条件:

1.管道必须是非金属的–由于GPR波不会穿透金属,因此永远不会看到底部的反射
的。
 
2.您必须从管道的顶部和底部获得反射(图1)–即使管道是非金属的,也不一定意味着您将从底部获得反射。 原因包括管道直径太小(因此管道内的行进时间太快)或反射太弱而无法由GPR检测到

    要确认这两个双曲线来自同一管道的顶部和底部,请寻找两件事:

  • 两个双曲线(从顶部到底部)应准确地位于另一个之上(图2)。
  • 底部双曲线的极性与顶部双曲线的极性相反。 在图2中,管道顶部的双曲线反射是由从土壤到水传播的GPR波引起的,从而导致出现黑白色黑带。 管道底部的反射是由从水到土壤的GPR波引起的,因此这些带的极性相反:白黑白色。 这与反射系数有关,在第一种情况下,反射系数从较低的介电常数变为较高的介电常数,反之亦然。

3.管道的内容物是已知的–最典型的是,管道是空的(空气或气体)或充满水的。

 
一旦满足以上所有条件,我们便可以计算出估计直径。 让我们从我们熟悉的深度时间方程式开始:

gpr地下公用管道直径公式

图2显示了水管的放大图像,其中清晰可见水管的顶部和底部。

gpr实用管直径
图1
时间变化的示意图ΔT,在直径为d的管道的顶部和底部反射之间测得。

探地雷达双曲线信号
图2
从充满水的塑料管的顶部和底部反射。

 

首先,我们需要确定ΔT的值。 从上图可以看出,管道顶部的双曲线与管道底部的双曲线之间的时间差为6 ns。
接下来,我们需要知道GPR波在管道内材料中传播的速度。 我们知道该管道充满水,因此水中的GPR速度为0.033 m / ns。 将这些值代入公式可得出:

gpr地下公用管道直径公式

充满水的非金属管道更容易估算直径,因为水会降低GPR波的速度,从而使底部双曲线(起源于管道底部)与顶部双曲线清晰可辨。 对于空的(充气的)管子或直径很小的管子,底部反射在时间上与顶部双曲线反射距离太近,因此无法将两者区分开。

请记住,这种计算虽然有时很方便,但仅是估计值,需要事先了解管道内容。 它还假定管道中完全充满了这种材料,但情况并非总是如此。 地面勘测将是获得管道精确直径的唯一方法,而GPR仅应用于获得尺寸估算值。 如果您需要确定管道直径的100%,则需要对它进行日光照射。

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