聲波探測(cè)技術(shù)和地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)演示文稿

聲波探測(cè)技術(shù)和地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共111頁(yè)。2GaoSuGongLu聲波探測(cè)技術(shù)當(dāng)前2頁(yè)，總共111頁(yè)。彈性波：振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播，形成了彈性波聲波是彈性波的一種聲波的概念（20－20000HZ）波動(dòng)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種形式，聲波是波動(dòng)中機(jī)械波的一種，是介質(zhì)中振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，將振動(dòng)的能量傳遞給給周?chē)馁|(zhì)點(diǎn)，引起周?chē)|(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，從而以波動(dòng)的形式將聲能向外傳播。聲波探測(cè)的應(yīng)用依據(jù)：目前所用的聲波測(cè)試方法，以測(cè)量聲波在介質(zhì)中傳播的時(shí)間和在介質(zhì)中傳播一定距離后脈沖（或振幅）的衰減值為依據(jù).1、概述當(dāng)前3頁(yè)，總共111頁(yè)。聲波探測(cè)技術(shù)：

聲波探測(cè)技術(shù)是一種巖石（體）測(cè)試技術(shù)。用聲波儀測(cè)試聲源激發(fā)的彈性波在巖體(巖石)中的傳播情況，借以研究巖體(巖石)的物理性質(zhì)和構(gòu)造特征的方法，稱(chēng)為聲波探測(cè)。特點(diǎn)聲波探測(cè)技術(shù)屬于無(wú)損檢測(cè)的方法，因此具有其他破壞性實(shí)驗(yàn)沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。1、概述當(dāng)前4頁(yè)，總共111頁(yè)。聲波探測(cè)技術(shù)和地震勘探一樣，也是利用巖石彈性的物探方法，而且都以彈性理論作為本方法的理論基礎(chǔ)。區(qū)別：

聲波探測(cè)所利用的是頻率大大高于地震波的聲波或超聲波，其頻率一般為一千赫茲至幾兆赫茲。

與地震勘探相比，由于聲波的頻率高、波長(zhǎng)短、受巖石的吸收和散射比較嚴(yán)重，因此聲波探測(cè)對(duì)巖體的了解較為細(xì)致而探測(cè)范圍較小，但具有簡(jiǎn)便、快速、經(jīng)濟(jì)、便于重復(fù)測(cè)試、對(duì)測(cè)試的巖體(巖石)無(wú)破壞作用等優(yōu)點(diǎn)。所以聲波探測(cè)已成為工程與環(huán)境檢測(cè)中不可缺少的手段之一。1、概述當(dāng)前5頁(yè)，總共111頁(yè)。測(cè)試方法聲波探測(cè)可分為主動(dòng)測(cè)試和被動(dòng)測(cè)試兩種工作方法。主動(dòng)測(cè)試：指所利用的聲波由聲波儀的發(fā)射系統(tǒng)或槌擊、爆炸方式產(chǎn)生。主動(dòng)測(cè)試包括波速測(cè)定，振幅衰減測(cè)定和頻率測(cè)定，其中最常用的是波速測(cè)定。被動(dòng)測(cè)試的聲波則是巖體遭受自然界的或其它的作用力時(shí)，在變形或破壞過(guò)程中由它本身發(fā)出的。被動(dòng)測(cè)試：當(dāng)前6頁(yè)，總共111頁(yè)。1．利用聲波參數(shù)結(jié)合地質(zhì)因素，對(duì)工程巖體進(jìn)行分類(lèi)、分級(jí)；

2．利用聲波探測(cè)技術(shù)評(píng)價(jià)地下工程圍巖的穩(wěn)定性，包括圍巖松弛帶范圍的測(cè)定和圍巖穩(wěn)定性的定期觀(guān)測(cè)；

3．利用聲波探測(cè)技術(shù)，進(jìn)行工程地質(zhì)勘探鉆孔及孔間地質(zhì)剖面分層，確定風(fēng)化層厚度，為設(shè)計(jì)開(kāi)挖及處理提供依據(jù)；

4．巖石和巖體的物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)定。如動(dòng)彈性模量、泊松比等；

5．巖體中存在缺陷，如構(gòu)造斷裂、巖溶洞穴的位置、規(guī)模，張開(kāi)裂縫的延伸方向和長(zhǎng)度的探測(cè)；

6．工程巖體施工及加固措施效果的檢測(cè)，如爆破、噴錨支護(hù)、注漿的質(zhì)量檢查。應(yīng)用當(dāng)前7頁(yè)，總共111頁(yè)。二、聲波的反射、透射和折射γ1θ1θ2γ22、聲波的傳播規(guī)律P0P1P2S1S2斯奈爾定律：θ當(dāng)前8頁(yè)，總共111頁(yè)。二、聲波的反射、透射和折射入射角和折射角的關(guān)系P2P0臨界角2、聲波的傳播規(guī)律當(dāng)前9頁(yè)，總共111頁(yè)。波阻抗：介質(zhì)密度與波速之積。聲波反射條件：界面上下介質(zhì)的波阻抗之差；波阻抗差越大，反射越強(qiáng)；γ1θ1θ2γ2P0P1P2S1S2考慮垂直入射，=0θ1則S1=S2=0反射系數(shù)：透射系數(shù)：波阻抗問(wèn)題：波阻抗差為零時(shí)，如何？2、聲波的傳播規(guī)律當(dāng)前10頁(yè)，總共111頁(yè)。3、聲波探測(cè)技術(shù)1聲波的利用：波速、振幅、頻率、波形等；目前利用最多的是波速，特別是縱波波速。2彈性參數(shù)：當(dāng)前11頁(yè)，總共111頁(yè)。3、聲波探測(cè)技術(shù)影響巖體（石）波速的主要因素：(1)巖石越致密，巖體聲速越高。波速公式中，波速與密度成反比，但密度增高，彈性模量將有大幅度的增高，因而波速也將越高。(2)結(jié)構(gòu)面的存在，使得聲速降低。并使聲波在巖體中傳播時(shí)存在各向異性。垂直結(jié)構(gòu)面方向聲速低，平行于結(jié)構(gòu)面方向聲速高。當(dāng)前12頁(yè)，總共111頁(yè)。3、聲波探測(cè)技術(shù)影響巖體（石）波速的主要因素：(4)巖體風(fēng)化程度大，破碎，裂隙發(fā)育，則聲速低。(5)應(yīng)力的關(guān)系：壓應(yīng)力方向上聲波速度高。(6)孔隙率n大，則波速低；密度高、單軸抗壓強(qiáng)度大的巖體波速高。當(dāng)前13頁(yè)，總共111頁(yè)。4、聲波探測(cè)儀器設(shè)備和使用巖體聲波探測(cè)是聲波發(fā)射、傳播及接受顯示的過(guò)程。聲波儀是聲波探測(cè)使用的儀器。聲波儀有多種型號(hào)，主動(dòng)測(cè)試的儀器一般都由發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)兩大部分組成。其中發(fā)射系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)和發(fā)射換能器，接收系統(tǒng)包括接收機(jī)和接收換能器。根據(jù)發(fā)射和接收換能器之間的距離l，及聲波在巖體中的旅行時(shí)間t，即可由下式計(jì)算被測(cè)巖體的波速V當(dāng)前14頁(yè)，總共111頁(yè)。4、聲波探測(cè)儀器設(shè)備和使用

中國(guó)中鐵西南科學(xué)研究院有限公司是我國(guó)從事巖體聲波探測(cè)技術(shù)研究的發(fā)起單位之一，從1973年引進(jìn)第一代聲波儀起，先后開(kāi)發(fā)、研制了五代聲波探測(cè)儀。當(dāng)前15頁(yè)，總共111頁(yè)。4、聲波探測(cè)儀器設(shè)備和使用當(dāng)前16頁(yè)，總共111頁(yè)。電聲換能器的工作原理?yè)Q能器種類(lèi)繁多，性能各異。聲波探測(cè)使用的是電聲換能器，它是聲波儀的重要組成部分。4、聲波探測(cè)儀器設(shè)備和使用發(fā)射換能器：可以將發(fā)射機(jī)送來(lái)的電能轉(zhuǎn)換為彈性振動(dòng)形式的機(jī)械能，從而產(chǎn)生聲波和超聲波。接收換能器：將接受到的巖體中的彈性波轉(zhuǎn)換為電能，然后輸送給接收機(jī)。當(dāng)前17頁(yè)，總共111頁(yè)。4、聲波探測(cè)儀器設(shè)備和使用換能器的布置方法：穿透法室內(nèi)實(shí)驗(yàn)（非同一平面）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試巖體表面透射直達(dá)波孔間巖體透射直達(dá)波當(dāng)前18頁(yè)，總共111頁(yè)。4、聲波探測(cè)儀器設(shè)備和使用反射法（同一巖面）繞射波剖面法當(dāng)前19頁(yè)，總共111頁(yè)。測(cè)試地點(diǎn)的選擇指定區(qū)域、代表性地段，減少工作量對(duì)測(cè)孔的要求測(cè)量和記錄孔的位置和相關(guān)信息表面的處理耦合劑換能器和被測(cè)表面良好接觸探測(cè)頻率的選擇：20KHz測(cè)試方法的確定：4、聲波探測(cè)儀器設(shè)備和使用當(dāng)前20頁(yè)，總共111頁(yè)。5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用地質(zhì)、巖土、結(jié)構(gòu)工程1地質(zhì)工程：1）圍巖松弛帶的測(cè)試當(dāng)前21頁(yè)，總共111頁(yè)。5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用當(dāng)前22頁(yè)，總共111頁(yè)。5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用1地質(zhì)工程：2）評(píng)價(jià)完整性程度，估算巖體強(qiáng)度。Cm>0.750.75>Cm>0.45Cm<0.45完整性好完整性較好完整性差據(jù)完整性系數(shù)進(jìn)行巖體質(zhì)量分級(jí)工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)GB50218-94公路隧道圍巖分類(lèi)規(guī)范(JTJ026—090)當(dāng)前23頁(yè)，總共111頁(yè)。5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用1地質(zhì)工程：3）巖體力學(xué)參數(shù)測(cè)定當(dāng)前24頁(yè)，總共111頁(yè)。5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用1地質(zhì)工程：4）聲波測(cè)井聲波測(cè)井就是利用巖石的聲學(xué)性質(zhì)來(lái)研究鉆井的地質(zhì)剖面，判斷固井質(zhì)量的一種測(cè)井方法。當(dāng)前25頁(yè)，總共111頁(yè)。5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用2巖土工程：1）巖土體力學(xué)參數(shù)確定當(dāng)前26頁(yè)，總共111頁(yè)。5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用2巖土工程：2）樁基完整性檢測(cè)反射法當(dāng)前27頁(yè)，總共111頁(yè)。

R=(VP2-VP1)/VP1*100%根據(jù)R值及巖芯檢驗(yàn)，來(lái)評(píng)價(jià)其灌漿效果。2巖土工程：3）注/灌漿效果評(píng)價(jià)：聲波CT5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用當(dāng)前28頁(yè)，總共111頁(yè)。TSP系列隧洞地震探測(cè)儀超前探測(cè)原理示意圖最大探測(cè)距離達(dá)500m，有效探測(cè)距離150m，最高分辨率1m。2巖土工程：4）隧洞內(nèi)超前探測(cè)5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用當(dāng)前29頁(yè)，總共111頁(yè)。經(jīng)驗(yàn)公式3結(jié)構(gòu)工程：1）混凝土厚度檢測(cè)5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用當(dāng)前30頁(yè)，總共111頁(yè)。3結(jié)構(gòu)工程：1）表面低速層厚度的檢測(cè)折射波5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用當(dāng)前31頁(yè)，總共111頁(yè)。3結(jié)構(gòu)工程：2）混凝土空洞檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)公式5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用當(dāng)前32頁(yè)，總共111頁(yè)。直接檢測(cè)沿面檢測(cè)3結(jié)構(gòu)工程：3）混凝土裂縫檢測(cè)5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用當(dāng)前33頁(yè)，總共111頁(yè)。3結(jié)構(gòu)工程：3）混凝土裂縫檢測(cè)5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用當(dāng)前34頁(yè)，總共111頁(yè)。3結(jié)構(gòu)工程：3）混凝土裂縫檢測(cè)5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用當(dāng)前35頁(yè)，總共111頁(yè)。3結(jié)構(gòu)工程：3）混凝土裂縫檢測(cè)貫穿裂隙的探測(cè)5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用當(dāng)前36頁(yè)，總共111頁(yè)。3結(jié)構(gòu)工程：4）深孔法混凝土裂縫檢測(cè)5、聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用當(dāng)前37頁(yè)，總共111頁(yè)。地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)當(dāng)前38頁(yè)，總共111頁(yè)。1.什么是雷達(dá)RAdioDetectionAndRanging（無(wú)線(xiàn)電探向和測(cè)距）利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備。發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。雷達(dá)最初是用于軍事目的，探測(cè)空中目標(biāo)體當(dāng)前39頁(yè)，總共111頁(yè)。防空雷達(dá)大型預(yù)警機(jī)雷達(dá)當(dāng)前40頁(yè)，總共111頁(yè)。地質(zhì)雷達(dá)（GroundPenetratingRadar簡(jiǎn)稱(chēng)GPR）又稱(chēng)探地雷達(dá)，透地雷達(dá)，是用頻率介于106-109Hz的無(wú)線(xiàn)電波來(lái)確定地下介質(zhì)分布的一種電磁波法探測(cè)技術(shù)方法。地質(zhì)雷達(dá)是一種高科技的地球物理探測(cè)儀器，目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于高速公路，機(jī)場(chǎng)的路面質(zhì)量檢測(cè)；隧道，橋梁，水庫(kù)大壩檢測(cè)；地下管線(xiàn)，地下建筑的檢測(cè)等諸多的工程領(lǐng)域。2.什么是地質(zhì)雷達(dá)當(dāng)前41頁(yè)，總共111頁(yè)。3.地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域

地質(zhì)雷達(dá)自上世紀(jì)70年代開(kāi)始應(yīng)用至今將近30年了，其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大，在考古、建筑、鐵路、公路、水利、電力、采礦、航空各領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用，解決場(chǎng)地勘查、線(xiàn)路選擇、工程質(zhì)量檢測(cè)、病害診斷、超前預(yù)報(bào)、地質(zhì)構(gòu)造研究等問(wèn)題。

在工程地球物理領(lǐng)域有多種探測(cè)方法，包括反射地震、地震CT、高密度電法、地震面波和地質(zhì)雷達(dá)等，其中地質(zhì)雷達(dá)的分辨率最高，而且圖象直觀(guān)，使用方便，所以很受工程界信賴(lài)和歡迎。當(dāng)前42頁(yè)，總共111頁(yè)。地質(zhì)雷達(dá)具有以下技術(shù)特性，使其在上述許多領(lǐng)域尤其是工程地質(zhì)領(lǐng)域的得到廣泛應(yīng)用。

1.它是一種非破壞性探測(cè)技術(shù)，可以安全地用于城市和正在建設(shè)中的工程現(xiàn)場(chǎng)，工作場(chǎng)地條件寬松，適應(yīng)性強(qiáng)；

2.抗電磁干擾能力強(qiáng)，可在城市內(nèi)各種噪聲環(huán)境下工作，環(huán)境干擾影響??；

3.具有工程上較滿(mǎn)意的探測(cè)深度和分辨率，現(xiàn)場(chǎng)直接提供實(shí)時(shí)剖面記錄圖，圖像清晰直觀(guān)；

4.便攜微機(jī)控制數(shù)據(jù)采集、記錄、存儲(chǔ)和處理；

5.由于使用了高頻率，電磁波能量在地下的衰減較強(qiáng)烈，若在高導(dǎo)厚覆蓋條件下，探測(cè)范圍將受到限制。3.地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)前43頁(yè)，總共111頁(yè)。地質(zhì)雷達(dá)雖然與探空雷達(dá)一樣利用高頻電磁波束的反射來(lái)探側(cè)目標(biāo)體，但是探地雷達(dá)探測(cè)的是在地下有耗介質(zhì)中的目的體，因此形成了其獨(dú)特的發(fā)射波形與天線(xiàn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)。據(jù)已發(fā)表的資料．探地雷達(dá)使用的發(fā)射波形有調(diào)幅脈沖波、調(diào)頻脈沖波、連續(xù)波等；使用的天線(xiàn)有對(duì)稱(chēng)振子天線(xiàn)、非對(duì)稱(chēng)振子天線(xiàn)、螺旋天線(xiàn)、喇叭天線(xiàn)等。3.地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域地質(zhì)雷達(dá)的實(shí)際應(yīng)用范圍很廣，如：

石灰?guī)r地區(qū)采石場(chǎng)的探測(cè);

冰川和冰山的厚度等探測(cè);

工程地質(zhì)探測(cè);煤礦井探測(cè)，泥炭調(diào)查;

放身性廢棄物處理調(diào)查;水文地質(zhì)調(diào)查;

地基和道路下空洞及裂縫等建筑質(zhì)量探測(cè);

地下埋設(shè)物，古墓遺跡等探查;

隧道、堤岸、水壩等探測(cè)。

當(dāng)前44頁(yè)，總共111頁(yè)。4.方法原理地質(zhì)雷達(dá)由發(fā)射部分和接收部分組成。發(fā)射部分由產(chǎn)生高頻脈沖波的發(fā)射機(jī)和向外輻射電磁波的天線(xiàn)(Tx)組成。通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)電磁波以60°～90°的波束角向地下發(fā)射電磁波，電磁波在傳播途中遇到電性分界面產(chǎn)生反射。反射波被設(shè)置在某一固定位置的接收天線(xiàn)（Rx）接收，與此同時(shí)接收天線(xiàn)還接收到沿巖層表層傳播的直達(dá)波，反射波和直達(dá)波同時(shí)被接收機(jī)記錄或在終端將兩種顯示出來(lái)。當(dāng)前45頁(yè)，總共111頁(yè)。4.方法原理超高頻電磁波（10MHz－5000MHz）由于地下介質(zhì)往往具有不同的物理特性，如介質(zhì)的介電性、導(dǎo)電性及導(dǎo)磁性差異，因而對(duì)電磁波具有不同的波阻抗，進(jìn)入地下的電磁波在穿過(guò)地下各地層或管線(xiàn)等目標(biāo)體時(shí)，由于界面兩側(cè)的波阻抗不同，電磁波在介質(zhì)的界面上會(huì)發(fā)生反射和折射，反射回地面的電磁波脈沖其傳播路徑、電磁波場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨所通過(guò)介質(zhì)的電性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化，因此，從接收到的雷達(dá)反射回波走時(shí)、幅度及波形資料，可以推斷地下介質(zhì)或管線(xiàn)的埋深與類(lèi)型。當(dāng)前46頁(yè)，總共111頁(yè)。圖1地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)原理示意圖

4.方法原理地質(zhì)雷達(dá)利用高頻電磁波以寬頻帶短脈沖形式，由地面通過(guò)天線(xiàn)T送入地下，經(jīng)地下地層或目的體反射后返回地面，為另一天線(xiàn)R所接收(圖1)。脈沖波行程需時(shí)：當(dāng)前47頁(yè)，總共111頁(yè)。α為相位系數(shù)，σ為導(dǎo)電率（1/ρ），ε為介電系數(shù)，μ為磁導(dǎo)率4.方法原理當(dāng)前48頁(yè)，總共111頁(yè)。4.方法原理當(dāng)前49頁(yè)，總共111頁(yè)。4.方法原理當(dāng)前50頁(yè)，總共111頁(yè)。3.電磁波的反射系數(shù)電磁波在傳播過(guò)程中，遇到不同的阻抗界面時(shí)將產(chǎn)生反射波和透射波，其反射與透射遵循反射與透射定律。反射波能量大小取決于反射系數(shù)R，反射系數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：4.方法原理當(dāng)前51頁(yè)，總共111頁(yè)。地下介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)εr導(dǎo)電率σ(mS/m)雷達(dá)波速ν（m/ns）衰減系數(shù)β（dB/m)空氣100.30淡水800.50.0330.1海水80300000.011000干砂3-50.010.150.01飽和砂20-300.1-100.060.03-0.3石灰?guī)r4-80.5-20.120.4-1泥巖5-151-1000.091-100粉砂5-301-1000.071-100粘土5-402-10000.061-300花崗巖4-60.01-10.130.01-1巖鹽5-60.01-10.130.01-1冰3-40.010.160.01金屬30010100.017108PVC材料3.31.340.160.14常見(jiàn)介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)、導(dǎo)電率、傳播速度與吸收系數(shù)當(dāng)前52頁(yè)，總共111頁(yè)。野外工作方法測(cè)量方式

探地雷達(dá)的野外工作，必須根據(jù)探測(cè)對(duì)象的狀況及所處的地質(zhì)環(huán)境并選擇合適的測(cè)量參數(shù)，才能保證雷達(dá)記錄的質(zhì)量。

1）、剖面法2）、多次覆蓋3）、寬角法當(dāng)前53頁(yè)，總共111頁(yè)。1）、剖面法

剖面法是發(fā)射天線(xiàn)(T)和接收天線(xiàn)(R)以固定間距沿測(cè)線(xiàn)同步移動(dòng)的一種測(cè)量方式，當(dāng)發(fā)射天線(xiàn)與接收天線(xiàn)間距為零，亦即發(fā)射天線(xiàn)與接收天線(xiàn)合二為一時(shí)稱(chēng)為單天線(xiàn)形式，反之稱(chēng)為雙天線(xiàn)形式。

剖面法的測(cè)量結(jié)果可以用探地雷達(dá)時(shí)間剖面圖來(lái)表示。該圖像的橫坐標(biāo)記錄了天線(xiàn)在地表的位置；縱坐標(biāo)為反射波雙程定時(shí)，表示雷達(dá)脈沖從發(fā)射天線(xiàn)出發(fā)經(jīng)地下界面反射回到接收天線(xiàn)所需的時(shí)間。這種記錄能準(zhǔn)確反映測(cè)線(xiàn)下方地下各反射界面的形態(tài)。當(dāng)前54頁(yè)，總共111頁(yè)。當(dāng)前55頁(yè)，總共111頁(yè)。當(dāng)前56頁(yè)，總共111頁(yè)。當(dāng)前57頁(yè)，總共111頁(yè)。2）、多次覆蓋法由于介質(zhì)對(duì)電磁波的吸收，來(lái)自深部界面的反射波會(huì)由于信噪比過(guò)小而不易識(shí)別。這時(shí)可應(yīng)用不同天線(xiàn)距的發(fā)射—接收天線(xiàn)在同一測(cè)線(xiàn)上進(jìn)行里復(fù)測(cè)量，然后把測(cè)量記錄中相同位置的記錄進(jìn)行疊加，這種記錄能增強(qiáng)對(duì)深部地下介質(zhì)的分辨能力。

當(dāng)前58頁(yè)，總共111頁(yè)。當(dāng)前59頁(yè)，總共111頁(yè)。3）、寬角法當(dāng)一個(gè)天線(xiàn)固定在地面某一點(diǎn)上不動(dòng)，而另一個(gè)天線(xiàn)沿測(cè)線(xiàn)移動(dòng)，記錄地下各個(gè)不同界面反射波的雙程走時(shí)，這種測(cè)量方式稱(chēng)為寬角法。

這種測(cè)量方式的目的是求取地下介質(zhì)的電磁波傳播速度。

當(dāng)前60頁(yè)，總共111頁(yè)。5.解釋原理

雷達(dá)探測(cè)資料的解釋?zhuān)瑑刹糠謨?nèi)容，一為數(shù)據(jù)處理，二為圖像解釋。

由于地下介質(zhì)相當(dāng)于一個(gè)復(fù)雜的濾波器，介質(zhì)對(duì)波的不同程度的吸收以及介質(zhì)的不均勻性質(zhì)，使得脈沖到達(dá)接收天線(xiàn)時(shí)，波幅被減小，波形變得與原始發(fā)射波形有較大的差別。此外，不同程度的各種隨機(jī)噪聲和干擾波，也歪曲了實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，因此，必須對(duì)接收信號(hào)實(shí)施適當(dāng)?shù)奶幚?，以改善?shù)據(jù)資料，為進(jìn)一步解釋提供清晰可辨的圖像。

當(dāng)前61頁(yè)，總共111頁(yè)。5.解釋原理

目前，數(shù)字處理主要是對(duì)所記錄的波形作處理。例如取多次重復(fù)測(cè)量的平均，以抑制隨機(jī)噪聲；取鄰近的不同位置的多次測(cè)量平均，以壓低非目的體雜亂回波，改善背景；做自動(dòng)時(shí)變?cè)鲆婊蚩刂圃鲆嬉匝a(bǔ)償介質(zhì)吸收和抑制雜波；做濾波處理或時(shí)頻變換以除去高頻雜波或突出目的體、降低背景噪聲和余振影響，或進(jìn)一步考慮測(cè)域的一維、二維空間濾波，設(shè)計(jì)與脈沖波形有關(guān)的反濾波或匹配濾波器，做與目的體有關(guān)的三維處理等。對(duì)于小的、局部的和細(xì)長(zhǎng)物體，其回波散射有一些頻譜特性或極化特性需專(zhuān)門(mén)考慮，而天線(xiàn)的極化性質(zhì)也影響著接收效果。這些都是當(dāng)前數(shù)字處理的研究對(duì)象。和地震勘探的數(shù)字處理一樣，探地雷達(dá)實(shí)測(cè)資料的數(shù)字處理正處在不斷的發(fā)展中。當(dāng)前62頁(yè)，總共111頁(yè)。5.解釋原理

圖像解釋的第一步是識(shí)別異常，然后進(jìn)行地質(zhì)解釋。對(duì)于異常的識(shí)別在很大程度上基于地質(zhì)雷達(dá)圖像的正演成果，然而這方面的內(nèi)容至今報(bào)道甚少。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)在完成國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“探地雷達(dá)目-的體物理模擬和數(shù)值模擬研究”的過(guò)程中，做了某些理論計(jì)算和大量的物理模擬實(shí)驗(yàn)。這些成果無(wú)疑為識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)中可能遇到的種種有限目的體所引起的異常，以及對(duì)各類(lèi)圖像進(jìn)行地質(zhì)解釋提供了理論依據(jù)。

和所有物探技術(shù)一樣，雷達(dá)異常的地質(zhì)解釋是一個(gè)“系統(tǒng)工程”，它包含了高頻技術(shù)、地質(zhì)和地理、工程人文等多方面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。目前的人工判讀解釋?zhuān)皇菍?duì)異常的識(shí)別作一些聯(lián)系已知條件的注釋?zhuān)珒H就這一工作，應(yīng)深入研究的問(wèn)題仍不少?？梢钥隙?，和專(zhuān)家系統(tǒng)、人工智能的研究類(lèi)同，雷達(dá)圖像異常解釋的成功率，必將隨著“系統(tǒng)工程”的不斷完善而大大提高。當(dāng)前63頁(yè)，總共111頁(yè)。6.雷達(dá)技術(shù)的研究及探測(cè)儀器的發(fā)展利用雷達(dá)對(duì)空間目標(biāo)的探測(cè)已發(fā)展成為一項(xiàng)成熟的技術(shù)，并被廣泛應(yīng)用在各種軍事及民用領(lǐng)域中。隨著人類(lèi)對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的逐步深化，人們對(duì)地下世界的探知要求變得越來(lái)越迫切與深入。早在1904年德國(guó)人就采用了電磁波探測(cè)地下的金屬物體，到1956年，J.c.Cook又提出了應(yīng)用無(wú)載頻脈沖雷達(dá)探測(cè)地下目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)理論與應(yīng)用實(shí)踐，瞬態(tài)無(wú)載頻脈沖雷達(dá)技術(shù)得到了較快的發(fā)展，并在70年代中進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用階段。我國(guó)從80年代中期開(kāi)始進(jìn)行探地雷達(dá)技術(shù)的研究和試驗(yàn)，最初用于軍事地雷的探測(cè)。經(jīng)過(guò)十幾年的研制攻關(guān)，在雷達(dá)硬件設(shè)備、信號(hào)處理、目標(biāo)成像等方面取得重大進(jìn)展和突破，特別是成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)地下目標(biāo)的三維層析成像，大大提高了分辨率和清晰度，使探地雷達(dá)在信號(hào)處理和成像技術(shù)方面進(jìn)入了世界領(lǐng)先行列當(dāng)前64頁(yè)，總共111頁(yè)。6.雷達(dá)技術(shù)的研究及探測(cè)儀器的發(fā)展加拿大Sensor&SoftwareInc.,(探頭與軟件公司)EKKO(Noggin)系列美國(guó)GSSI(地球物理測(cè)量系統(tǒng)公司)，SIR系列瑞典MalaGeoscienceInc.,RAMAC系列意大利IDS,RIS系列中國(guó)電子部22所，LTD系列；北京康科瑞公司與中科院電子所，KON-LD當(dāng)前65頁(yè)，總共111頁(yè)。EKKO100增強(qiáng)型EKKO1000型Noggin250型加拿大EKKO系列當(dāng)前66頁(yè)，總共111頁(yè)。SIR3000型匹配天線(xiàn)美國(guó)SIR系列當(dāng)前67頁(yè)，總共111頁(yè)。3207型5103型5100型Next美國(guó)GSSI自行生產(chǎn)的天線(xiàn)當(dāng)前68頁(yè)，總共111頁(yè)。Subecho70型屏蔽天線(xiàn)900型屏蔽Subecho200型Radarteam定制的天線(xiàn)當(dāng)前69頁(yè)，總共111頁(yè)。X3M型瑞典RAMAC系列匹配天線(xiàn)當(dāng)前70頁(yè)，總共111頁(yè)。屏蔽天線(xiàn)100型非屏蔽天線(xiàn)100型非屏蔽天線(xiàn)200型當(dāng)前71頁(yè)，總共111頁(yè)。RIS-2K/ME型（多道）意大利RIS系列RIS-2K/0型（單道）當(dāng)前72頁(yè)，總共111頁(yè)。電子部22所LTD系列25MHz50MHz100MHz200MHz300MHz500MHz500M900M1000M當(dāng)前73頁(yè)，總共111頁(yè)。LTD車(chē)載系統(tǒng)

主機(jī)放入車(chē)內(nèi)測(cè)距裝置天線(xiàn)小車(chē)檢測(cè)用天線(xiàn)（900M、500M、300M可用）LTD-2000車(chē)載公路檢測(cè)儀（車(chē)載系統(tǒng)探測(cè)速度可達(dá)到60km/h，各項(xiàng)指標(biāo)已達(dá)到或超過(guò)國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品，可用于公路面基層厚度和基層下存在缺陷檢測(cè)）當(dāng)前74頁(yè)，總共111頁(yè)。北京愛(ài)迪爾公司的CBS-9000型地質(zhì)雷達(dá)及天線(xiàn)當(dāng)前75頁(yè)，總共111頁(yè)。72式塑料防步兵地雷（左）雷達(dá)圖像（右）說(shuō)明：制造地雷的材料和觸發(fā)方式趨于多樣化，僅靠金屬探測(cè)器遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。探地雷達(dá)不僅可以發(fā)現(xiàn)金屬地雷，對(duì)非金屬類(lèi)目標(biāo)探測(cè)也可大展身手。圖譜1：地雷探測(cè)7、地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用當(dāng)前76頁(yè)，總共111頁(yè)。說(shuō)明：電磁波在地下的傳播過(guò)程中遇到空洞等異常，其強(qiáng)度和相位將有明顯變化，典型顯示為雙曲線(xiàn)（LT-1雷達(dá)測(cè)于廣州）。圖譜2：地下土洞穴的檢測(cè)圖象7、地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用當(dāng)前77頁(yè)，總共111頁(yè)。圖譜3：土洞群的波形堆積圖象7、地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用當(dāng)前78頁(yè)，總共111頁(yè)。圖譜4：地下空洞探地雷達(dá)檢測(cè)圖象7、地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用當(dāng)前79頁(yè)，總共111頁(yè)。說(shuō)明：電磁波在地下的傳播過(guò)程中遇到巖溶等異常，其強(qiáng)度和相位將有明顯變化，典型顯示為雙曲線(xiàn)（LTD-3雷達(dá)測(cè)于山東臨沂）。圖譜5：地下巖溶洞的檢測(cè)圖象7、地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用當(dāng)前80頁(yè)，總共111頁(yè)。說(shuō)明：電磁波在地下的傳播過(guò)程中遇到管線(xiàn)，由于管線(xiàn)本身和其中的空氣介質(zhì)與周?chē)寥赖慕殡娞匦圆町愝^大，其強(qiáng)度和相位將有明顯變化，典型顯示為雙曲線(xiàn)（LT-3雷達(dá)測(cè)于廣州）。圖譜6：地下管線(xiàn)的檢測(cè)圖象7、地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用當(dāng)前81頁(yè)，總共111頁(yè)。圖譜7：三峽庫(kù)區(qū)的金屬管線(xiàn)檢測(cè)圖像說(shuō)明：電磁波在地下的傳播過(guò)程中遇到管線(xiàn)等異常，其強(qiáng)度和相位將有明顯變化，典型顯示為雙曲線(xiàn)（2003年測(cè)于長(zhǎng)江三峽）。7、地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用當(dāng)前82頁(yè)，總共111頁(yè)。圖譜8：廊道下鋼筋檢測(cè)說(shuō)明：電磁波在地下的傳播過(guò)程中遇到鋼筋等異常，其強(qiáng)度和相位將有明顯變化，典型顯示為雙曲線(xiàn)（2003年測(cè)于長(zhǎng)江三峽）。7、地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用當(dāng)前83頁(yè)，總共111頁(yè)。圖譜9：廊道下鋼筋及過(guò)人通道檢測(cè)說(shuō)明：電磁波在地下的傳播過(guò)程中遇到不同介質(zhì)層，其強(qiáng)度和相位將有明顯變化，典型顯示為雙曲線(xiàn)（2003年測(cè)于長(zhǎng)江三峽）。7、地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用當(dāng)前84頁(yè)，總共111頁(yè)。圖譜10：長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)里的混凝土污水管道（500M）說(shuō)明：對(duì)應(yīng)埋深30cm,直徑為50cm的混凝土管道處出現(xiàn)明顯異常7、地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用當(dāng)前85頁(yè)，總共111頁(yè)。圖譜11：長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)里的混凝土污水管道（300M）說(shuō)明：埋深30cm,直徑為50cm的混凝土管道呈現(xiàn)典型雙曲線(xiàn)反映7、地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用當(dāng)前86頁(yè)，總共111頁(yè)。圖譜12：蕭山觀(guān)潮城五孔小橋探測(cè)圖象說(shuō)明：天線(xiàn)拖過(guò)橋面時(shí)，來(lái)自橋孔和水面的反射信號(hào)較強(qiáng)，在剖面中顯示為典型的雙曲線(xiàn)（2003年用500M天線(xiàn)測(cè)于蕭山）。7、地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用當(dāng)前87頁(yè)，總共111頁(yè)。圖譜13：北疆鐵路SKS段路基檢測(cè)剖面說(shuō)明：冬凍夏溶的交替變化導(dǎo)致鐵路路基發(fā)生不均勻沉降，嚴(yán)重影響行車(chē)安全。GPR可給出道渣厚度分布，進(jìn)而確定路基沉降情況，為路基治理提供第一手資料。7、地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用當(dāng)前88頁(yè)，總共111頁(yè)。圖譜14：地下構(gòu)造探測(cè)圖像說(shuō)明：500M天線(xiàn)探測(cè)得到的灰度圖，將地下不同特征的埋藏物和地質(zhì)構(gòu)造顯露無(wú)遺。7、地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用當(dāng)前89頁(yè)，總共111頁(yè)。說(shuō)明：水的介電常數(shù)為81，與湖床的性質(zhì)差異較大，電磁波的強(qiáng)度和相位將有明顯變化，沿界面產(chǎn)生明顯異常（1999年GCL211型地質(zhì)雷達(dá)在大慶的冬試）圖譜15：冰下湖床的檢測(cè)圖象7、地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用當(dāng)前90頁(yè)，總共111頁(yè)。說(shuō)明：水的介電常數(shù)為81，與河底的性質(zhì)差異較大，電磁波的強(qiáng)度和相位將有明顯變化，沿界面產(chǎn)生明顯異常（在河南沁河）。圖譜16：水下河床斷面的檢測(cè)圖象7、地質(zhì)