臺灣博碩士論文加值系統

近年來都市發展快速，伴隨許多建築物的興建，但無法掌握興建住宅品質
與老舊結構物之安全性，不僅造成對工程施工品質的不信任，恐對人民也將有
生命上的危害。
透地雷達廣泛應用在非破壞性檢測技術領域，可快速檢測及立即轉變為影
像且解析度高。本研究應用 PROCEQ GP8000 透地雷達檢測系統，頻率響應範
圍:0.2GHz~4.0GHz，掃描灌漿後構造物之情形，以檢測結果、圖說與施工現況
比對、驗證，試圖進一步了解結構物內部情形，來檢測興建房屋或建物等結構
物是否依圖施作，確保施工品質。
研究顯示結果，可由 2D 雷達剖面圖直接量測鋼筋保護層厚度、鋼筋間距
等數據，與圖說大致相符，並能獲知鋼筋位置，且以偏移處理分析鋼筋尺寸，
所得誤差約莫在 1 個號數內；將 2D 雷達資料組成 3D 模型，取適當深度切片可
整體觀察背部鋼筋綁紮情形，求取鋼筋間距同時檢核施工品質。

In recent years, the city has developed rapidly, accompanied by the construction of many buildings, but the inability to master the quality of residential buildings and the safety of old structures will not only cause distrust in the quality of engineering construction, but will also endanger people's lives.
Ground-penetrating radar is widely used in the field of non-destructive detection technology, which can be quickly detected and immediately converted into images with high resolution. In this study, the PROCEQ GP8000 ground-penetrating radar detection system, with a frequency response range of 0.2GHz to 4.0GHz, was used to scan the situation of the structure after grouting, to compare and verify the detection results, test and construction status, and try to further understand the internal situation of the structure. To test whether
the structure of the building or building is implemented according to the drawing to ensure the construction quality.
The results of the research show that the thickness of the protective layer of the steel bar, the spacing between the steel bars and other data can be directly measured by the 2D radar profile, which is roughly consistent with the description, and the position of the steel bar can be known, and the size of the steel bar can be analyzed by offset processing. The 2D radar data is formed into a 3D model, and the appropriate depth slices can be used to observe the overall situation of the back steel bar binding, obtain the steel bar spacing and check the construction quality at the same time.

目錄
摘 要 ............................................................. ii
Abstract .......................................................... iii
誌 謝 ............................................................iv
目 錄 ............................................................ v
圖 目 錄 ......................................................... vii
表 目 錄 ........................................................ix
第一章 緒論 ...................................................... 1
1.1 研究動機.................................................... 1
1.2 研究目的.................................................... 3
1.3 研究流程.................................................... 4
第二章 文獻回顧 .................................................. 5
2.1 透地雷達混凝土檢測相關文獻.................................. 5
2.2 透地雷達與鋼筋尺寸判定相關文獻.............................. 7
2.3 透地雷達檢測影像相關文獻................................... 11
第三章 透地雷達 ................................................. 14
3.1 透地雷達簡介............................................... 14
3.2 透地雷達理論............................................... 15
3.2.1 馬克斯威(Maxwell)方程式 ............................... 16
3.2.2 相對介電常數 .......................................... 18
3.2.3 反射係數 .............................................. 20
3.2.4 導電率 ................................................ 21
3.2.5 衰減度 ................................................ 22
3.2.6 探測深度 .............................................. 22
3.2.7 雷達波波速求法 ........................................ 23
3.2.8 水平垂直解析度 ........................................ 25
第四章 實驗規劃 ................................................. 27
4.1 實驗規劃................................................... 27
4.2 試驗儀器................................................... 31
4.3 實驗案例與分析............................................. 33
4.3.1 案例一 ................................................ 33
4.3.2 案例二 ................................................ 40
4.3.3 案例三 ................................................ 44
第五章 結論與建議 ............................................... 54
5.1 結論....................................................... 54
5.2 建議....................................................... 55
參考文獻 ........................................................ 56

圖目錄
圖1.1-1 九二一大地震 1
圖1.1-2 台南維冠大樓倒塌 1
圖1.3-1 研究流程圖 4
圖2.1-1 鋪面厚度及連續性檢測影像圖 5
圖2.1-2 混凝土反射訊號圖 6
圖2.1-3 電位檢測數據及影像圖 6
圖2.2-1 透地雷達原始圖轉換為數位影像編碼 7
圖2.2-2 透地雷達量測內含鋼筋(#10)混凝土之反射波譜圖 8
圖2.2-3 電磁波材料與水灰比0.4混凝土材料參數相關性 9
圖2.2-4 雙層#10鋼筋淨間距8cm之反射係數圖 10
圖2.2-5 利用RadExplorer之雙曲線位置圖 10
圖2.2-6 鋼筋混凝土透地雷達剖面圖 11
圖2.3-1多重管線GPR施測剖面圖比較圖 12
圖2.3-2 原始透地雷達掃描剖面圖 12
圖2.3-3 500MHz有鋼筋之矩形試體影像 13
圖3.1-1 透地雷達地層剖面圖及地下管線圖 14
圖3.1-2 透地雷達3D影像呈現地層管線 14
圖3.2-1 理想介質中平面波電場與磁場示意圖 17
圖3.2-2 幾何比例法之雙曲線波形 23
圖3.2-3 同深點法式意圖 24
圖3.2-4 第一夫瑞奈帶式意圖 26
圖4.1-1 鋼筋配置誤差範圍 30
圖4.2-1 PROCEQ GP8000 31
圖4.2-2 測線放樣 32
圖4.2-3 雷達天線反覆拖曳施測 32
圖4.2-4 AR影像 32
圖4.3-1 B1棟探測點位配置圖 33
圖4.3-2 以樣板測線放樣 34
圖4.3-3 測線配置示意圖 34
圖4.3-4 透地雷達切片影像 34
圖4.3-5 以AR功能於線地標定鋼筋間隙 34
圖4.3-6 施測區域平面圖及施測位置示意圖 40
圖4.3-7 C2柱及G4梁測線分佈圖 40
圖4.3-8 現場施測與AR投影情形 41
圖4.3-9 C2柱2D雷達剖面影像與偏移處理 42
圖4.3-10 G4梁2D雷達剖面影像與偏移處理 42
圖4.3-11 C2柱設計圖說 43
圖4.3-12 C2柱雷達切片圖 43
圖4.3-13 柱現場檢測範圍 44
圖4.3-14 梁現場檢測範圍 44
圖4.3-15 牆現場檢測範圍 45
圖4.3-16 鋼筋保護層標準圖說 45
圖4.3-17 柱2D雷達剖面影像圖 45
圖4.3-18 梁2D雷達剖面影像圖 46
圖4.3-19 牆2D雷達剖面影像圖 46
圖4.3-20 柱配筋設計圖說與模型示意圖 47
圖4.3-21 柱鋼筋查驗及現場綁紮示意圖 47
圖4.3-22 柱偏移處理及雷達剖面圖 48
圖4.3-23 梁配筋設計圖說與模型示意圖 49
圖4.3-24 梁鋼筋查驗及現場綁紮示意圖 49
圖4.3-25 梁偏移處理及雷達剖面圖 50
圖4.3-26 牆配筋設計圖說與模型示意圖 52
圖4.3-27 牆鋼筋現場查驗 52
圖4.3-28 牆偏移處理及雷達剖面圖 53

表目錄
表3.1-1 透地雷達應用探測工作 15
表3.2-1常見之相對介質反射係數 19
表3.2-2 100MHz頻率之電磁波速在各種物質中的電性 20
表4.1-1 鋼筋工程施工自主檢查表1 28
表4.1-2 鋼筋工程施工自主檢查表2 29
表4.1-3鋼筋基本資訊 30
表4.3-1箍筋間距計算表 43
表4.3-2保護層厚度及波速 46
表4.3-3 柱鋼筋相關資訊比較表 48
表4.3-4 梁鋼筋相關資訊比較表 50
表4.3-5 牆鋼筋相關資訊比較表 53

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