第3篇探地雷達(dá)要點(diǎn).ppt

成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 4 5探地雷達(dá)探地雷達(dá) 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(duì)稱振子型調(diào)幅脈沖時(shí)域探地雷達(dá)輸出功率大 能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)量結(jié)果 設(shè)備可做成便攜式等優(yōu)點(diǎn) 在商用地面探地雷達(dá)中 已得到廣泛應(yīng)用 下面主要介紹這種探地雷達(dá) 成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院 4 5 1脈沖時(shí)間域探地雷達(dá)的基本原理脈沖時(shí)間域探地雷達(dá)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(cè)地下介質(zhì)的分布 因?yàn)?任何脈沖波都可以分解成不同頻率的單諧波 對(duì)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(chǎng)及傳播特征是探地雷達(dá)的理論基礎(chǔ) 4 5 1 1電偶極源的電磁場(chǎng)1 均勻介質(zhì)中的電磁場(chǎng) 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(cè)線同步移動(dòng)的一種測(cè)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(cè)線上進(jìn)行重復(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 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(dá)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(dá)測(cè)量的設(shè)計(jì)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(shí)窗選擇 3 采樣率選擇 4 測(cè)點(diǎn)點(diǎn)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(dá)的數(shù)據(jù)處理與資料解釋4 5 3 1探地雷達(dá)的數(shù)據(jù)處理數(shù)字記錄的探地雷達(dá)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(dá)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(dá)的資料解釋方法 補(bǔ)充速度的求取 1 時(shí)間剖面的解釋方法 1 反射層的拾取 2 時(shí)間剖面的解釋2 資料解釋的專家系統(tǒng)介紹 1 對(duì)雷達(dá)圖像信息進(jìn)行反褶積處理 2 利用自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng) 3 根據(jù)專家領(lǐng)域知識(shí)進(jìn)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(dá)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(dá)探測(cè)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(chǎng)地地層的探地雷達(dá)圖像 圖2 4 34灰?guī)r與覆蓋地層的探地雷達(dá)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(dá)探測(cè)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(dá)圖像 圖2 4 36裂隙巖溶的探地雷達(dá)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(shí) 其表面遭受風(fēng)化后強(qiáng)度降低 灰?guī)r表面地形變化劇烈的地方 會(huì)由于地表的大徑流 使其表面受強(qiáng)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(dá)圖像 圖2 4 37溶蝕溝的探地雷達(dá)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(dá)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(dá)圖像特征 圖2 4 39基巖破碎帶探地雷達(dá)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(chǎng)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(shí) 便形成了與周圍介質(zhì)差異極大的強(qiáng) 寬反射波 這類異常沒能在周圍測(cè)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(shí)區(qū) 這類填土可能是生活垃圾等細(xì)軟物質(zhì) 形成同相軸雜亂的反射波 見圖2 4 41