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摘要
地下管线是保障城市运行的重要基础设施与生命线，开展管线探测是城市地下工程建设中必不可少的环节.探地雷达正演有助于掌握雷达波在地下的传播规律、加深对管线回波的认识.由于真实的地下介质分布不均匀、测区环境充斥着多种干扰，导致实际的探地雷达剖面中回波信号成分复杂、目标双曲线形态不完整，难以直接进行地质解释，而数值模拟常不考虑杂波干扰，模拟结果相对理想化.因此，本文聚焦于管线模型的物理模拟实验，在室内实验室和野外现场构建了一系列不同材质、不同埋深、不同管径的管线模型，利用不同中心频率的天线开展探测实验；分析了地下管线的雷达波传播规律及特征；结合管线材质、大小和埋深等信息，进一步验证雷达资料解释的准确度.结果表明：在背景介质均匀的沙池实验中，原始雷达剖面中背景噪声较小、目标双曲线形态完整，金属管线的反射波能量最强，含水管线会引起明显的多次波.而在野外现场采集到的雷达数据中存在较多的噪声干扰，不同管线引起的雷达回波呈双曲线或“类双曲线”;与背景介电常数的差异越大，反射波能量越强；相较于深埋管线，浅埋管线的双曲线特征更明显、振幅能量更强.由此可见，不同管线具有不同的双曲线特征、相位和振幅特征，可为地下管线普查和管线检测资料解译提供理论依据.
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单位中南大学; 物理学院; 广州市市政工程设计研究总院有限公司
