不同组合地下管线的地质雷达响应特征分析

前言

以混凝土管线为例，建立水平相邻管线电性模型，管径为60cm，中心埋深为70cm，管线长度为150cm，分别建立管线圆心相距150cm的两根相邻双管线和三管线模型，进行二维地质雷达正演模拟，研究地质雷达探测水平相邻管线电磁波的响应特征。

1、两根管线

管线为混凝土材质，相对介电常数为6，电导率为0.001S/m，土壤相对介电常数为13，电导率为0.0002S/m

图1. 两根混凝土管线模型图
图2. 地质雷达彩色图
图3. 地质雷达波形图
图4. 零时校正增益结果
图5. FK偏移结果

2、三根管线

管线为混凝土材质，相对介电常数为6，电导率为0.001S/m，土壤相对介电常数为13，电导率为0.0002S/m

图6. 三根混凝土管线模型图
图7. 地质雷达彩色图

图8. 地质雷达波形图
图9. 零时校正增益结果
图10. FK偏移结果

3、地质雷达响应特征分析

在水平相邻的两个混凝土管线的地质雷达模拟结果图中有两个绕射信号同相轴双曲线，在水平相邻的三个混凝土管线的地质雷达模拟结果图中有三个绕射信号同相轴双曲线。

无论是两个水平相邻管线的模型还是三个水平相邻管线的模型，绕射信号同相轴双曲线之间都会相互干涉，在两个双曲线交点的正下方，伴随着能量较弱的双曲线。

分析两个模型的地质雷达模拟结果图，双曲线顶点均位于11ns左右，根据电磁波在土壤中的传播介质可算出埋深为46cm，模型中管线的上顶埋深为40cm，管线下底界面反射弧在15.5ns左右出现，异常同相轴连续性较好，但能量明显减弱，忽略管壁厚度，根据电磁波在空气中的传播速度计算两反射界面深度相差68cm，与真实管径相差8cm。