第3篇探地雷達要點.ppt

成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 4 5探地雷達探地雷達 GroundPenetratingRadar簡稱GPR 是用頻率介于106 109Hz的無線電波來確定地下介質(zhì)分布的一種方法 對稱振子型調(diào)幅脈沖時域探地雷達輸出功率大 能實時監(jiān)測測量結(jié)果 設(shè)備可做成便攜式等優(yōu)點 在商用地面探地雷達中 已得到廣泛應(yīng)用 下面主要介紹這種探地雷達 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 4 5 1脈沖時間域探地雷達的基本原理脈沖時間域探地雷達利用超高頻短脈沖電磁波在地下介質(zhì)中的傳播規(guī)律來探測地下介質(zhì)的分布 因為 任何脈沖波都可以分解成不同頻率的單諧波 對稱振子型 發(fā)射和接受天線間距離很小 因此電偶極源產(chǎn)生的單諧電磁波場及傳播特征是探地雷達的理論基礎(chǔ) 4 5 1 1電偶極源的電磁場1 均勻介質(zhì)中的電磁場 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 l 剖面法與多次覆蓋 1 剖面法剖面法是發(fā)射天線 T 和接收天線 R 以固定間距沿測線同步移動的一種測量方式 2 多次覆蓋應(yīng)用不同天線距的發(fā)射 接收天線在同一測線上進行重復(fù)測量 然后把測量記錄中相同位置的記錄進行疊加 這種記錄能增強對深部地下介質(zhì)的分辨能力 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 4 5 2 2探地雷達的技術(shù)參數(shù)1 分辨率分辨率是方法分辨最小異常體的能力 分辨率可分為垂向分辨率與橫向分辨率 1 垂向分辨率一般把地層厚度b 4作為垂直分辨率的下限 2 橫向分辨率 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 4 5 2 4探地雷達測量的設(shè)計1 目的體特性與所處環(huán)境分析 1 天線中心頻率選擇 2 時窗選擇 3 采樣率選擇 4 測點點距選擇 5 天線間距選擇 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 4 5 3探地雷達的數(shù)據(jù)處理與資料解釋4 5 3 1探地雷達的數(shù)據(jù)處理數(shù)字記錄的探地雷達數(shù)據(jù)類似于反射地震數(shù)據(jù) 反射地震數(shù)字處理許多有效技術(shù)通過某種形式改變均可以應(yīng)用于探地雷達資料的處理 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 4 5 3 3探地雷達的資料解釋方法 補充速度的求取 1 時間剖面的解釋方法 1 反射層的拾取 2 時間剖面的解釋2 資料解釋的專家系統(tǒng)介紹 1 對雷達圖像信息進行反褶積處理 2 利用自動識別系統(tǒng) 3 根據(jù)專家領(lǐng)域知識進行地層性質(zhì)判別 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 4 5 4探地雷達的應(yīng)用4 5 4 1在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用1 基巖面的探地雷達探測廣州 花園 第四系地層覆蓋在基巖 灰?guī)r 上 第四系地層為淤泥 粉質(zhì)粘土與砂 比較松軟 其下為灰?guī)r 有較高的承載力 建筑物擬采用預(yù)制樁樁基礎(chǔ) 圖2 4 34為該場地地層的探地雷達圖像 圖2 4 34灰?guī)r與覆蓋地層的探地雷達圖像 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 2 巖溶地區(qū)的探地雷達探測巖溶 又稱喀斯特 是指碳酸鹽巖等可溶性巖層受水的化學(xué)和物理作用所產(chǎn)生的溝槽裂隙和空洞 以及由于空洞頂板塌落使地表產(chǎn)生陷穴 洼地等現(xiàn)象和作用的總稱 1 節(jié)理裂隙巖溶圖2 4 36為湖北黃石某地裂隙溶蝕帶的探地雷達圖像 圖2 4 36裂隙巖溶的探地雷達圖像 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 2 溶蝕溝槽灰?guī)r長期出露地表時 其表面遭受風(fēng)化后強度降低 灰?guī)r表面地形變化劇烈的地方 會由于地表的大徑流 使其表面受強烈侵蝕而形成溶溝 溶槽 圖2 4 37為廣州花都市某處溶蝕溝的探地雷達圖像 圖2 4 37溶蝕溝的探地雷達圖像 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 4 5 4 2在地基基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用1 探地雷達在樁基礎(chǔ)施工障礙成因調(diào)查中的應(yīng)用圖2 4 39為基巖破碎帶的探地雷達圖像特征 圖2 4 39基巖破碎帶探地雷達圖像 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 2 樁基礎(chǔ)下異常性質(zhì)判斷本場地為緊靠長江的灘地 為防洪在地表下填充了大量雜填土 當(dāng)雜填土中存在建筑垃圾等雜物時 便形成了與周圍介質(zhì)差異極大的強 寬反射波 這類異常沒能在周圍測線形成有規(guī)則的排列 故定為硬性雜物 見圖2 4 41 a 當(dāng)雜填土堆積比較疏松 形成雜填土中的不密實區(qū) 這類填土可能是生活垃圾等細軟物質(zhì) 形成同相軸雜亂的反射波 見圖2 4 41