填补空白！钢筋混凝土探地雷达检测方法与应用

随着现代基础设施建设的飞速发展，混凝土结构在土木、水利等工程领域得到了广泛应用。钢筋作为混凝土结构的核心组成部分，其保护层厚度、间距、数量、直径及锈蚀状况直接关系到建筑物的安全性、耐久性与使用寿命。然而，由于钢筋埋设于混凝土内部，传统检测方法普遍存在破坏性强、效率低下及精度不足等问题，难以为工程安全提供及时、准确的信息支撑。

混凝土内钢筋典型缺陷

探地雷达作为一种高效、高分辨率、非破坏性的地球物理探测技术，已广泛应用于道路检测、地质勘探、管线探测、考古勘探和地雷排查等领域。近年来，其在钢筋混凝土结构内部缺陷及钢筋状态检测中的应用日益受到重视，尤其在识别钢筋位置、估算保护层厚度与直径以及探测早期锈蚀等方面展现出显著优势，为解决传统方法的不足提供了新的技术途径。

探地雷达系统示意图

探地雷达钢筋探测示意图（a）

和钢筋的雷达B-scan 图像（b）

尽管已有不少文献探讨了探地雷达在土木工程中的应用，但针对钢筋混凝土这一复杂介质中钢筋的精确检测，特别是融合深度学习、极化技术、多传感器信息等前沿方法进行系统性阐述，并提供从理论到实践完整流程的专著仍较为匮乏。《钢筋混凝土探地雷达检测方法与应用》旨在为从事土木工程结构无损检测技术研究的工程技术人员和科研工作者提供一套系统的参考资料，全面阐述探地雷达技术应用于钢筋混凝土检测的理论基础、关键技术及最新进展。在实际操作中，面对钢筋网的屏蔽效应、杂波干扰、目标特征提取与参数反演精度等具体挑战，工程技术人员和研究人员常常缺乏系统的理论指导与实用的技术方案参考。本书的撰写正是为了填补这一空白。

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钢筋混凝土探地雷达检测方法与应用

刘海, 杜彦良, 崔杰著

北京：科学出版社, 2025.10

ISBN 978-7-03-083009-8

本书内容安排如下：

• 第1 章介绍多种基于探地雷达的钢筋无损检测方法；

• 第2 章介绍探地雷达的电磁波基本理论和钢筋混凝土中钢筋目标的雷达回波特征，为理解检测原理奠定基础；

• 第3 章重点阐述深度学习技术在钢筋智能识别中的应用，包括数据集构建、模型训练与验证；

• 第4 章针对混凝土内部隐蔽缺陷（如脱空、裂缝），探讨其探地雷达识别与成像方法；

• 第5 章针对密集钢筋网对深层目标或缺陷探测的屏蔽效应，深入分析其机理并介绍基于深度学习的杂波抑制技术；

• 第6 章创新性地提出结合探地雷达与电磁感应的双探头检测方法，详细阐述其原理、系统构建、标定试验和特征反演方法；

• 第7 章介绍基于双极化探地雷达的钢筋检测方法；

• 第8 章聚焦结构健康监测的关键问题，系统阐述利用（极化）探地雷达进行钢筋早期锈蚀检测的技术方法，包括极化校准、极化分解和实例分析。

残差通道注意力网络框架结构

探地雷达已成为检测钢筋混凝土隐蔽缺陷的重要工具，但钢筋网的强烈杂波严重干扰缺陷的反射信号，尤其是在复杂的双层钢筋网结构中。本书提出一种基于注意力机制的残差通道注意力网络，用于探地雷达数据中的杂波去除。该方法专门针对钢筋混凝土中的双层钢筋网，基于信号而非图像的处理，实现了钢筋杂波的有效抑制和缺陷回波的增强，从而提高检测精度。

《钢筋混凝土探地雷达检测方法与应用》一书，系统阐述了探地雷达应用于钢筋混凝土检测的理论基础、关键技术及最新研究进展。该书具有以下两个突出特点：

其一，聚焦前沿。书中系统融合了深度学习、极化雷达、多源信息融合等前沿技术，展现了探地雷达领域的最新进展。

其二，体系完整。从物理原理、信号处理、成像算法到工程实践，该书构建了完整的知识体系，全面呈现了相关方法和技术的研究成果与发展脉络。

相信该书能为从事土木工程结构无损检测技术研究、应用与教学的工程技术人员、科研工作者，以及相关专业的研究生提供极具价值的参考。

李术才

中国工程院院士

2025 年8 月7 日

本书的研究工作得到了国家自然科学基金重点国际（地区）合作研究项目（52020105002）、国家自然科学基金面上项目（52179126）、广东省基础与应用基础研究基金粤穗联合基金粤港澳研究团队项目（2021B1515130006）、广东省自然科学基金卓越青年团队项目（ 2024B1515040017 ） 和深圳市科技计划项目（KQTD20180412181337494）的资助。

本文摘编自《钢筋混凝土探地雷达检测方法与应用》（刘海, 杜彦良, 崔杰著. 北京：科学出版社, 2025.10）一书“前言”“序”，有删减修改，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-083009-8

责任编辑：邓新平 张雨苗

本书系统阐述了探地雷达在钢筋混凝土检测中的应用，内容包括探地雷达的基本理论、混凝土内钢筋的探地雷达回波特征及深度学习在钢筋识别中的应用，重点介绍了钢筋直径、保护层厚度和锈蚀的检测方法，强调了探地雷达在提高无损检测精度和效率方面的作用，并展示了最新研究进展及应用案例。

本书适合作为土木工程结构、无损检测技术领域的参考书，可供工程技术人员、相关领域科研工作者和研究生使用。

（本文编辑： 刘四旦 ）

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