隨著現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的飛速發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)在土木、水利等工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。鋼筋作為混凝土結(jié)構(gòu)的核心組成部分，其保護(hù)層厚度、間距、數(shù)量、直徑及銹蝕狀況直接關(guān)系到建筑物的安全性、耐久性與使用壽命。然而，由于鋼筋埋設(shè)于混凝土內(nèi)部，傳統(tǒng)檢測方法普遍存在破壞性強(qiáng)、效率低下及精度不足等問題，難以為工程安全提供及時(shí)、準(zhǔn)確的信息支撐。

混凝土內(nèi)鋼筋典型缺陷

探地雷達(dá)作為一種高效、高分辨率、非破壞性的地球物理探測技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于道路檢測、地質(zhì)勘探、管線探測、考古勘探和地雷排查等領(lǐng)域。近年來，其在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷及鋼筋狀態(tài)檢測中的應(yīng)用日益受到重視，尤其在識(shí)別鋼筋位置、估算保護(hù)層厚度與直徑以及探測早期銹蝕等方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，為解決傳統(tǒng)方法的不足提供了新的技術(shù)途徑。

探地雷達(dá)系統(tǒng)示意圖

探地雷達(dá)鋼筋探測示意圖（a）

和鋼筋的雷達(dá)B-scan 圖像（b）

盡管已有不少文獻(xiàn)探討了探地雷達(dá)在土木工程中的應(yīng)用，但針對鋼筋混凝土這一復(fù)雜介質(zhì)中鋼筋的精確檢測，特別是融合深度學(xué)習(xí)、極化技術(shù)、多傳感器信息等前沿方法進(jìn)行系統(tǒng)性闡述，并提供從理論到實(shí)踐完整流程的專著仍較為匱乏?！朵摻罨炷撂降乩走_(dá)檢測方法與應(yīng)用》旨在為從事土木工程結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)研究的工程技術(shù)人員和科研工作者提供一套系統(tǒng)的參考資料，全面闡述探地雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于鋼筋混凝土檢測的理論基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù)及最新進(jìn)展。在實(shí)際操作中，面對鋼筋網(wǎng)的屏蔽效應(yīng)、雜波干擾、目標(biāo)特征提取與參數(shù)反演精度等具體挑戰(zhàn)，工程技術(shù)人員和研究人員常常缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)與實(shí)用的技術(shù)方案參考。本書的撰寫正是為了填補(bǔ)這一空白。

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鋼筋混凝土探地雷達(dá)檢測方法與應(yīng)用

劉海, 杜彥良, 崔杰著

北京：科學(xué)出版社, 2025.10

ISBN 978-7-03-083009-8

本書內(nèi)容安排如下：

• 第1 章介紹多種基于探地雷達(dá)的鋼筋無損檢測方法；

• 第2 章介紹探地雷達(dá)的電磁波基本理論和鋼筋混凝土中鋼筋目標(biāo)的雷達(dá)回波特征，為理解檢測原理奠定基礎(chǔ)；

• 第3 章重點(diǎn)闡述深度學(xué)習(xí)技術(shù)在鋼筋智能識(shí)別中的應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)集構(gòu)建、模型訓(xùn)練與驗(yàn)證；

• 第4 章針對混凝土內(nèi)部隱蔽缺陷（如脫空、裂縫），探討其探地雷達(dá)識(shí)別與成像方法；

• 第5 章針對密集鋼筋網(wǎng)對深層目標(biāo)或缺陷探測的屏蔽效應(yīng)，深入分析其機(jī)理并介紹基于深度學(xué)習(xí)的雜波抑制技術(shù)；

• 第6 章創(chuàng)新性地提出結(jié)合探地雷達(dá)與電磁感應(yīng)的雙探頭檢測方法，詳細(xì)闡述其原理、系統(tǒng)構(gòu)建、標(biāo)定試驗(yàn)和特征反演方法；

• 第7 章介紹基于雙極化探地雷達(dá)的鋼筋檢測方法；

• 第8 章聚焦結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的關(guān)鍵問題，系統(tǒng)闡述利用（極化）探地雷達(dá)進(jìn)行鋼筋早期銹蝕檢測的技術(shù)方法，包括極化校準(zhǔn)、極化分解和實(shí)例分析。

殘差通道注意力網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)

探地雷達(dá)已成為檢測鋼筋混凝土隱蔽缺陷的重要工具，但鋼筋網(wǎng)的強(qiáng)烈雜波嚴(yán)重干擾缺陷的反射信號(hào)，尤其是在復(fù)雜的雙層鋼筋網(wǎng)結(jié)構(gòu)中。本書提出一種基于注意力機(jī)制的殘差通道注意力網(wǎng)絡(luò)，用于探地雷達(dá)數(shù)據(jù)中的雜波去除。該方法專門針對鋼筋混凝土中的雙層鋼筋網(wǎng)，基于信號(hào)而非圖像的處理，實(shí)現(xiàn)了鋼筋雜波的有效抑制和缺陷回波的增強(qiáng)，從而提高檢測精度。

《鋼筋混凝土探地雷達(dá)檢測方法與應(yīng)用》一書，系統(tǒng)闡述了探地雷達(dá)應(yīng)用于鋼筋混凝土檢測的理論基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù)及最新研究進(jìn)展。該書具有以下兩個(gè)突出特點(diǎn)：

其一，聚焦前沿。書中系統(tǒng)融合了深度學(xué)習(xí)、極化雷達(dá)、多源信息融合等前沿技術(shù)，展現(xiàn)了探地雷達(dá)領(lǐng)域的最新進(jìn)展。

其二，體系完整。從物理原理、信號(hào)處理、成像算法到工程實(shí)踐，該書構(gòu)建了完整的知識(shí)體系，全面呈現(xiàn)了相關(guān)方法和技術(shù)的研究成果與發(fā)展脈絡(luò)。

相信該書能為從事土木工程結(jié)構(gòu)無損檢測技術(shù)研究、應(yīng)用與教學(xué)的工程技術(shù)人員、科研工作者，以及相關(guān)專業(yè)的研究生提供極具價(jià)值的參考。

李術(shù)才

中國工程院院士

2025 年8 月7 日

本書的研究工作得到了國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)國際（地區(qū)）合作研究項(xiàng)目（52020105002）、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（52179126）、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金粵穗聯(lián)合基金粵港澳研究團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（2021B1515130006）、廣東省自然科學(xué)基金卓越青年團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（ 2024B1515040017 ） 和深圳市科技計(jì)劃項(xiàng)目（KQTD20180412181337494）的資助。

本文摘編自《鋼筋混凝土探地雷達(dá)檢測方法與應(yīng)用》（劉海, 杜彥良, 崔杰著. 北京：科學(xué)出版社, 2025.10）一書“前言”“序”，有刪減修改，標(biāo)題為編者所加。

ISBN 978-7-03-083009-8

責(zé)任編輯：鄧新平 張雨苗

本書系統(tǒng)闡述了探地雷達(dá)在鋼筋混凝土檢測中的應(yīng)用，內(nèi)容包括探地雷達(dá)的基本理論、混凝土內(nèi)鋼筋的探地雷達(dá)回波特征及深度學(xué)習(xí)在鋼筋識(shí)別中的應(yīng)用，重點(diǎn)介紹了鋼筋直徑、保護(hù)層厚度和銹蝕的檢測方法，強(qiáng)調(diào)了探地雷達(dá)在提高無損檢測精度和效率方面的作用，并展示了最新研究進(jìn)展及應(yīng)用案例。

本書適合作為土木工程結(jié)構(gòu)、無損檢測技術(shù)領(lǐng)域的參考書，可供工程技術(shù)人員、相關(guān)領(lǐng)域科研工作者和研究生使用。

（本文編輯： 劉四旦 ）

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