一般大地工程中，經常遭遇到許多地下結構物與埋設物之問題，傳統上常採用鑽探及明挖來探測，但此兩方式所需時間及經費都過於龐大，若補充以透地雷達非破壞探測技術探測柔性鋪面下管線與空洞之位置，應能更快速、經濟的改善調查之品質。
本研究採用100MHz、250MHz與500MHz之MaLa透地雷達天線頻率，配合RAMAC Ground Vision解析軟體，藉由朝陽科技大學非破壞試驗場與中科汙水管工程(一、二標)進行現地試驗、影像蒐集、濾波處理與影像辨識分析，判斷柔性鋪面下管線與空洞之可能位置。
結果如下：(1)不同材質的管線於影像圖中特徵也會有所不同。(2)管徑的大小不容易經由透地雷達法所得之影像圖來進行判斷。(3)不同深度探測應選擇適當之不同天線頻率進行探測。(4)DC濾波加水平濾波再加增益處理之濾波方式，較容易判斷鋪面下之管線；而DC濾波加上Automatic gain control濾波，較容易判斷道路介層之分界。(5)因水的介電常數大，故於管內含水的狀況下，較不容易判斷管線之位置。(6)現地試驗中，因地表地質不同與地下水位高低，導致雷達波能量衰減與消散之幅度不一樣。

In the field of Geotechnical Engineering, it is very often to encounter some problems about underground structure and burier. Traditionally, boring and the excavation are the common used methods in the project. As we know, the huge consumption of time and expense for these methods is always a problem. However, this problem can be solved by NDT of radar waves. Using ground penetrating radar, one can easily detect the pipes and holes under the flexible pavement. As a result, less time and cost will be needed, and the accuracy of the determination will be highly improved.

This investigation use radar waves with antenna frequency of 100,250 and 500MHz to locate the possible position of pipes and holes under the flexible pavement in Chaoyang University Technology and sewage pipes of Central Taiwan Science Park(1st,2nd). The software of RAMAC Ground Vision is used to analyze the images and datas.

Result as following: (1)Pipes of different material show variously in their images. (2)It is not easy to identify the pipes of different diameters via radar waves. (3)To have a better result, one needs to use radars of different frequency for the area of different depth. (4)Using DC filter together with Subtract Mean Trace filter and Time Gain filter, one can clarify the underground pipes easily. If using Automatic Gain Control filter instead of Subtract Mean Trace filter and Time Gain filter,one may identify the boundary of road sublayers easier. (5)Because of the large dielectric constant of water, it is not easy to determine the location of pipes if it contains water inside. (6)Radar wave decays differently in different geological structures, although does it in the field of different water levels.

目 錄
中文摘要 I
Abstract II
誌 謝 III
目 錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
照片目錄 IX
符號說明 X
第一章 緒論.........................................................................................................1
1.1 研究動機................................................................................................1
1.2 研究目的................................................................................................1
1.3 研究方法................................................................................................1
1.4 研究內容................................................................................................2
第二章 透地雷達系統.........................................................................................5
2.1 透地雷達基本原理................................................................................5
2.2 透地雷達儀器設備................................................................................7
2.3 透地雷達參數設定..............................................................................10
2.4 透地雷達施測方式..............................................................................13
2.5 透地雷達試驗步驟..............................................................................16
2.6 透地雷達濾波處理..............................................................................19
第三章 相關文獻回顧.......................................................................................23
3.1 透地雷達之應用範圍..........................................................................23
3.2 國內外應用透地雷達於柔性鋪面下管線探測..................................29
第四章 朝陽非破壞試驗場現地試驗...............................................................32
4.1 地形與地質..........................................................................................32
4.1.1 地形..........................................................................................32
4.1.2 地質..........................................................................................32
4.2 研究區域工址概況..............................................................................33
4.3 研究區域試驗規劃與說明..................................................................33
4.4 試驗參數設定與濾波處理..................................................................36
4.5 試驗結果分析......................................................................................37
4.5.1 縱向測線一.............................................................................38
4.5.2 縱向測線二.............................................................................46
4.5.3 縱向測線試驗結果分析.........................................................54
4.5.4 橫向測線.................................................................................55
4.5.5 橫向測線試驗結果分析.........................................................60
第五章 中科汙水管(一、二標)現地試驗..........................................................62
5.1 地形與地質..........................................................................................63
5.1.1 地形...........................................................................................63
5.1.2 地質...........................................................................................63
5.2 研究區域工址概況..............................................................................65
5.3 研究區域試驗規劃與說明..................................................................66
5.3.1 一標-通山路..............................................................................66
5.3.2 一標-福科路..............................................................................66
5.3.3 二標-忠勇路..............................................................................66
5.3.4 現地試驗...................................................................................66
5.4 試驗參數設定與濾波處理..................................................................66
5.5 試驗結果分析......................................................................................72
5.5.1 一標-通山路..............................................................................72
5.5.2 一標-福科路..............................................................................76
5.5.3 二標-忠勇路..............................................................................80
第六章 討論與分析...........................................................................................84
6.1 柔性鋪面下管線影像討論與分析......................................................84
6.2 不同天線頻率與參數的影響..............................................................85
6.3 不同濾波的影響..................................................................................87
6.4 管內含水與無水的差異性..................................................................88
6.5 試驗場址的影響..................................................................................90
第七章 結論與建議..................................................................................92
7.1 結論........................................................................................................92
7.2 建議........................................................................................................93
參考文獻.............................................................................................................95
















圖目錄

圖1-1 研究計畫流程圖 ..........................................4
圖2-1 等支距施測法示意圖 .....................................14
圖2-2 同中點施測法示意圖 .....................................14
圖2-3 透照式施測法平面示意圖 .................................15
圖2-4 廣角反射法示意圖 .......................................16
圖2-5 透地雷達作業流程圖 .....................................19
圖2-6 濾波處理示意圖 .........................................20
圖3-1 岩床探測的透地雷達影像圖 ...............................28
圖3-2 15cm PVC管沈埋地表處、天線頻率800MHz ................30
圖3-3 籃球沈埋地表處、天線頻率800MHz........................30
圖3-4 間距=20cm、管徑30cm 在上10cm 在下之雷達影像比較圖.....31
圖4-1 霧峰地區區域地質圖 .....................................32
圖4-2 試驗場管線埋設平面圖 ...................................34
圖4-3 試驗場管線埋設剖面圖 ...................................35
圖4-4 試驗場測線規劃圖 .......................................35
圖4-5 測線一250MHz天線頻率雷達影像圖........................38
圖4-6 測線一500MHz天線頻率雷達影像圖........................39
圖4-7 測線一參數(1)雷達影像圖 .................................40
圖4-8 測線一參數(2)雷達影像圖 .................................40
圖4-9 測線一濾波(1)管內無水雷達影像圖 .........................41
圖4-10 測線一濾波(2)管內無水雷達影像圖 .........................41
圖4-11 測線一濾波(1)管內有水雷達影像圖 .........................43
圖4-12 測線一濾波(2)管內有水雷達影像圖 .........................43
圖4-13 測線一濾波(1)管內有水雷達影像圖 .........................44
圖4-14 測線一濾波(1)管內無水雷達影像圖 .........................44
圖4-15 測線一濾波(2)管內有水雷達影像圖 .........................45
圖4-16 測線一濾波(2)管內無水雷達影像圖 .........................45
圖4-17 測線二250MHz天線頻率雷達影像圖........................46
圖4-18 測線二500MHz天線頻率雷達影像圖........................47
圖4-19 測線二參數(1)雷達影像圖 .................................48
圖4-20 測線二參數(2)雷達影像圖 .................................48
圖4-21 測線二濾波(1)管內無水雷達影像圖 .........................49
圖4-22 測線二濾波(2)管內無水雷達影像圖 .........................49
圖4-23 測線二濾波(1)管內有水雷達影像圖 .........................51
圖4-24 測線二濾波(2)管內有水雷達影像圖 .........................51
圖4-25 測線二濾波(1)管內有水雷達影像圖 .........................52
圖4-26 測線二濾波(1)管內無水雷達影像圖 .........................52
圖4-27 測線二濾波(2)管內有水雷達影像圖 .........................53
圖4-28 測線二濾波(2)管內無水雷達影像圖 .........................53
圖4-29 PC管上方(250MHz) ......................................56
圖4-30 無管上方(250MHz) .......................................56
圖4-31 6"鐵管上方(250MHz) .....................................56
圖4-32 無管上方(250MHz) .......................................56
圖4-33 PC管上方(500MHz)......................................57
圖4-34 無管上方(500MHz) .......................................57
圖4-35 6"鐵管上方(500MHz) .....................................57
圖4-36 無管上方 (500MHz) ......................................57
圖4-37 濾波(1)PC管上方(500MHz) ...............................59
圖4-38 濾波(1)無管上方(500MHz) ................................59
圖4-39 濾波(2)PC管上方(500MHz) ................................59
圖4-40 濾波(2)無管上方(500MHz) ................................59
圖5-1 中科污水放流管線工程放流管路線 .........................62
圖5-2 台中都會區區域地質圖 ...................................64
圖5-3 通山路地下可能現況及測線規劃剖面圖 ... ..................67
圖5-4 通山路測線平面圖 .......................................67
圖5-5 福科路地下可能現況及測線規劃剖面圖 .....................67
圖5-6 福科路測線平面圖 .......................................68
圖5-7 忠勇路T7~T9工作井地下可能現況及測線規劃剖面圖. .......69
圖5-8 忠勇路T7~T9工作井測線平面圖...........................69
圖5-9 通山路段250MHz影像圖(0K+000~0K+050m) .................72
圖5-10 通山路段250MHz濾波處理影像圖(0K+000~0K+050m) .........73
圖5-11 通山路段500MHz影像圖(0K+000~0K+025m) .................74
圖5-12 通山路段500MHz濾波 處理影像圖(0K+000~0K+025m) .........75
圖5-13 福科路段100MHz影像圖U23-U22 (0K+000~0K+050m) .........75
圖5-14 福科路段100MHz濾波 處理影像圖U23-U22 (0K+000~0K+050m) 77
圖5-15 福科路段250MHz影像圖U23-U22 (0K+000~0K+050m) .........78
圖5-16 福科路段250MHz濾波 處理影像圖U23-U22 (0K+000~0K+050m) 79
圖5-17 忠勇路段T7~T9工作井100 MHz濾波處理影像圖(0K+050m) ....81
圖5-18 忠勇路段T7~T9工作井250 MHz濾波處理影像圖(0K+050m) ....81
圖5-19 忠勇路段T7~T9工作井500 MHz濾波處理影像圖(0K+050m) ....82



表目錄

表2-1 一般介質的電性參數表 .....................................7
表2-2 透地雷達參數設定建議表................................. .10
表4-1 朝陽試驗場天線頻率250MHz施測參數設定表 .................36
表4-2 朝陽試驗場天線頻率500MHz施測參數設定表.................36
表4-3 朝陽試驗場透地雷達檢測步驟 ..............................37
表4-4 朝陽試驗場天線頻率500MHz兩種不同參數設定表.............40
表4-5 朝陽試驗場橫向施測透地雷達檢測步驟 ......................55
表5-1 中科汙水管工程天線頻率100MHz施測參數設定表.............71
表5-2 中科汙水管工程天線頻率250MHz施測參數設定表.............71
表5-3 中科汙水管工程天線頻率500MHz施測參數設定表.............72
表6-1 兩種濾波不同管線影像圖比對表 ............................88
表6-2 不同管線內含水狀況影像圖比對表 ..........................89
表6-3 試驗場址分析比對表 ......................................91
照片目錄

照片2-1 控制主機...............................................7
照片2-2 全罩式雷達天線.........................................8
照片2-3 光纖實體...............................................8
照片2-4 訊號傳輸線實體.........................................8
照片2-5 測距輪實體.............................................9
照片2-6 拖曳盒實體.............................................9
照片2-7 供電盒實體.............................................9

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