地質(zhì)雷達(dá) 原理

地質(zhì)雷達(dá)是目前分辨率最高的工程地球物理方法，在工程質(zhì)量檢測、場地勘察中被廣泛采用，近年來也被用于隧道超前地質(zhì)預(yù)報工作。地質(zhì)雷達(dá)能發(fā)現(xiàn)掌子面前方地層的變化，對于斷裂帶特別是含水帶、破碎帶有較高的識別能力。在深埋隧道和富水地層以及溶洞發(fā)育地區(qū)，地質(zhì)雷達(dá)是一個很好的預(yù)報手段。1、基本原理探地雷達(dá)是一種用于確定地下介質(zhì)分布情況的高頻電磁技術(shù)，基于地下介質(zhì)的電性差異，探地雷達(dá)通過一個天線發(fā)射高頻電磁波，另一個天線接收地下介質(zhì)反射的電磁波，并對接收到的信號進(jìn)行處理、分析、解譯。其詳細(xì)工作過程是：由置于地面的天線向地下發(fā)射一高頻電磁脈沖，當(dāng)其在地下傳播過程中遇到不同電性（主要是相對介電常數(shù)）界面時，電磁波一部分發(fā)生折射透過界面繼續(xù)傳播，另一部分發(fā)生反射折向地面，被接收天線接收，并由主機(jī)記錄，在更深處的界面，電磁波同樣發(fā)生反射與折射，直到能量被完全吸收為止。反射波從被發(fā)射天線發(fā)射到被接收天線接收的時間稱為雙程走時t，當(dāng)求得地下介質(zhì)的波速時，可根據(jù)測到的精確t值折半乘以波速求得目標(biāo)體的位置或埋深，同時結(jié)合各反射波組的波幅與頻率特征可以得到探地雷達(dá)的波形圖像，從而了解場地內(nèi)目標(biāo)體的分布情況。一般，巖體、混凝土等的物質(zhì)的相對介電常數(shù)為4—8，空氣相對介電常數(shù)為1，而水體的相對介電常數(shù)高達(dá)81，差異較大，如在探測范圍內(nèi)存在水體、溶洞、斷層破碎帶，則會在雷達(dá)波形圖中形成強(qiáng)烈的反射波信號，再經(jīng)后期處理，能夠得到較為清晰的波形異常圖。在眾多地質(zhì)超前預(yù)報手段中，使用探地雷達(dá)預(yù)報屬于短期預(yù)報手段，預(yù)報距離與圍巖電性參數(shù)、測試環(huán)境干擾強(qiáng)弱有關(guān)。一般，探地雷達(dá)預(yù)報距離在15~35米。2、探地雷達(dá)在勘查中的基本參數(shù)①數(shù)電磁脈沖波旅行時式中：z-勘查目標(biāo)體的埋深；x-發(fā)射、接收天線的距離（式中因z>x,故X可忽略）；v-電磁波在介質(zhì)中的傳播速度。②電磁波在介質(zhì)中的傳播速度式中：c—電磁波在真空中的傳播速度（0.29979m/ns）;—介質(zhì)的相對介電常數(shù)，—介質(zhì)的相對磁導(dǎo)率（一般）③電磁波的反射系數(shù)電磁波在介質(zhì)傳播過程中，當(dāng)遇到相對介電常數(shù)明顯變化的地質(zhì)現(xiàn)象時，電磁波將產(chǎn)生反射及透射現(xiàn)象，其反射和透射能量的分配主要與異常變化界面的電磁波反射系數(shù)有關(guān)：式中：r—界面電磁波電場反射系數(shù)；—第一層介質(zhì)的相對介電常數(shù)；—第二層介質(zhì)的相對介電常數(shù)。3、數(shù)據(jù)處理雷達(dá)資料中水平波特別發(fā)育，它產(chǎn)生于雷達(dá)儀器本身。即使將天線對空，也會記錄到回波，這回波不是來自天空，而是來自于控制器、數(shù)據(jù)線、天線的相互作用，是難以避免的。水平波具有時間相等的特點，水平濾波就是利用這一特性。濾波過程中，可將相鄰的一定數(shù)量的掃描線求平均，再與個別掃描線相比擬，就可消除水平波。水平濾波中選取的掃描線數(shù)越大，濾波效果越小。相反選取的掃描線數(shù)越小，濾除水平波的效果越明顯。但如果水平濾波掃描線取得太少，可能會濾掉一些緩變界面信號。因而在進(jìn)行水平濾波時，要根據(jù)對象進(jìn)行試驗、調(diào)整，以求最佳效果。垂直濾波中較為常用的方法有帶通濾波，高通濾波，低通濾波，小波變換等。垂直濾波的目的是為了消除雜散波干擾，這些雜散波是來自于外源，不是天線自身發(fā)出的，頻率不在雷達(dá)天線頻帶內(nèi)。有時為了區(qū)分不同的地質(zhì)體，選取不同的頻帶，都要用到垂直濾波。垂直濾波是一種數(shù)學(xué)變換，有時會帶來較大的失真，濾波的頻帶越窄，失真越大，應(yīng)用中要認(rèn)真選取方法和參數(shù)。因為雷達(dá)天線的發(fā)射與接收都設(shè)定了帶寬，也就是說雷達(dá)信號本身已經(jīng)過濾波，所以一般資料處理中的濾波處理改善并不明顯。4、預(yù)報特點（1）有效探測距離一般為10~30m，適宜于短距離預(yù)報；（2）適用于探測界面兩側(cè)介電常數(shù)差異較大的地質(zhì)界面；（3）對規(guī)模大、延伸長的地質(zhì)體探測效果較好，對規(guī)模較小的地質(zhì)體探測效果較差。（4）對張性結(jié)構(gòu)面探測效果較好，對閉合結(jié)構(gòu)面探測效果較差；（5）對充水、充泥或空腔的地質(zhì)體探測效果較好。（6）適宜于探測與測線平行或以小角度相交的結(jié)構(gòu)面，與測線以大角度相交的結(jié)構(gòu)面探測效果較差，或甚至無法探測。（7）在掌子面適宜探測與隧道軸線呈大角度相交的結(jié)構(gòu)面，在側(cè)壁或底板適宜探測與隧道軸線以小角度相交的結(jié)構(gòu)面。（8）對不規(guī)則形態(tài)的三度地質(zhì)體，如溶洞、暗河等不良地質(zhì)體的探測效果較好。

論大學(xué)生寫作能力寫作能力是對自己所積累的信息進(jìn)行選擇、提取、加工、改造并將之形成為書面文字的能力。積累是寫作的基礎(chǔ)，積累越厚實，寫作就越有基礎(chǔ)，文章就能根深葉茂開奇葩。沒有積累，胸?zé)o點墨，怎么也不會寫出作文來的。寫作能力是每個大學(xué)生必須具備的能力。從目前高校整體情況上看，大學(xué)生的寫作能力較為欠缺。一、大學(xué)生應(yīng)用文寫作能力的定義那么，大學(xué)生的寫作能力究竟是指什么呢？葉圣陶先生曾經(jīng)說過，“大學(xué)畢業(yè)生不一定能寫小說詩歌，但是一定要寫工作和生活中實用的文章，而且非寫得既通順又扎實不可。”對于大學(xué)生的寫作能力應(yīng)包含什么，可能有多種理解，但從葉圣陶先生的談話中，我認(rèn)為：大學(xué)生寫作能力應(yīng)包括應(yīng)用寫作能力和文學(xué)寫作能力，而前者是必須的，后者是“不一定”要具備，能具備則更好。眾所周知，對于大學(xué)生來說，是要寫畢業(yè)論文的，我認(rèn)為寫作論文的能力可以包含在應(yīng)用寫作能力之中。大學(xué)生寫作能力的體現(xiàn)，也往往是在撰寫畢業(yè)論文中集中體現(xiàn)出來的。本科畢業(yè)論文無論是對于學(xué)生個人還是對于院系和學(xué)校來說，都是十分重要的。如何提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平，就成為教育行政部門和高校都很重視的一個重要課題。如何提高大學(xué)生的寫作能力的問題必須得到社會的廣泛關(guān)注，并且提出對策去實施解決。二、造成大學(xué)生應(yīng)用文寫作困境的原因：（一）大學(xué)寫作課開設(shè)結(jié)構(gòu)不合理。就目前中國多數(shù)高校的學(xué)科設(shè)置來看，除了中文專業(yè)會系統(tǒng)開設(shè)寫作的系列課程外，其他專業(yè)的學(xué)生都只開設(shè)了普及性的《大學(xué)語文》課。學(xué)生寫作能力的提高是一項艱巨復(fù)雜的任務(wù)，而我們的課程設(shè)置僅把這一任務(wù)交給了大學(xué)語文教師，可大學(xué)語文教師既要在有限課時時間內(nèi)普及相關(guān)經(jīng)典名著知識，又要適度提高學(xué)生的鑒賞能力，且要教會學(xué)生寫作規(guī)律并提高寫作能力，任務(wù)之重實難完成。（二）對實用寫作的普遍性不重視?！按髮W(xué)語文”教育已經(jīng)被嚴(yán)重地“邊緣化”。目前對中國語文的態(tài)度淡漠，而是呈現(xiàn)出全民學(xué)英語的大好勢頭。中小學(xué)如此，大學(xué)更是如此。對我們的母語中國語文，在大學(xué)反而被漠視，沒有相關(guān)的課程的設(shè)置，沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實踐訓(xùn)練。這其實是國人的一種偏見。應(yīng)用寫作有它自身的規(guī)律和方法。一個人學(xué)問很大，會寫小說、詩歌、戲劇等，但如果不曉得應(yīng)用文寫作的特點和方法，他就寫不好應(yīng)用文。（三）部分大學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。很多非中文專業(yè)的大學(xué)生對寫作的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練都只是集中在《大學(xué)語文》這一門課上，大部分學(xué)生只愿意被動地接受大學(xué)語文老師所講授的文學(xué)經(jīng)典故事，而對于需要學(xué)生動手動腦去寫的作文，卻是盡可能應(yīng)付差事，這樣勢必不能讓大學(xué)生的寫作水平有所提高。（四）教師的實踐性教學(xué)不強(qiáng)。學(xué)生寫作能力的提高是一項艱巨復(fù)雜的任務(wù)，但在教學(xué)中有不少教師過多注重理論知識，實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)卻往往被忽視。理論講了一大堆，但是實踐卻幾乎沒有，訓(xùn)練也少得可憐。閱讀與寫作都需要很強(qiáng)的實踐操作，學(xué)習(xí)理論固然必不可少，但是閱讀方法和寫作技巧的掌握才是最重要的。由于以上的原因，我們的大學(xué)生的寫作水平著實令人堪憂，那么如何走出這一困境，筆者提出一些建議，希望能對大學(xué)生寫作水平的提高有所幫助。三、提高大學(xué)生應(yīng)用寫作能力的對策（一）把《應(yīng)用寫作》課設(shè)置為大學(xué)生的必修課。在中國的每一所大學(xué)，《應(yīng)用寫作》應(yīng)該成為大學(xué)生的必修課。因為在這個被某些人形容為實用主義、功利主義甚囂塵上的時代，也是個人生存競爭最激烈的時代，人們比任何時代都更需要學(xué)會寫作實用性的文章，比如職場競爭中的求職信，生活中的財經(jīng)文書、法律文書等，以提高個人的生存競爭能力。（二）端正大學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。首先，要讓大學(xué)生充分認(rèn)識到實用寫作課的重要性，這門課關(guān)乎到他人生的每一個方面，諸如就職，求愛，理財，人際交往等，是他終生都需要使用的一些基礎(chǔ)性的知識，也是他必備的一項生存技能。其次，實用寫作有它自身的規(guī)律和方法。它不是你想怎樣寫都行的，它有嚴(yán)格的格式性的要求，所以需要系統(tǒng)的研究學(xué)習(xí)。最后，實用寫作課的實踐性非常強(qiáng)，所以學(xué)生們不能只學(xué)不練，并且要克服手懶的壞習(xí)慣，勤學(xué)勤練，為今后的工作生活打好基礎(chǔ)。（三）注重實踐課的訓(xùn)練。要提高大學(xué)生的實用寫作能力，那么實踐寫作環(huán)節(jié)是必不可少的。要想使學(xué)員真正具備實用寫作能力，必須重視實用寫作訓(xùn)練，力求使理論講授與寫作訓(xùn)練互相緊扣進(jìn)行。教師在授課過程中，應(yīng)該把理論教學(xué)的部分適當(dāng)壓縮，把更多的時間用來實踐訓(xùn)練。在訓(xùn)練之前，可以通過對優(yōu)秀案例的精講分析，讓學(xué)生掌握基本的寫作規(guī)律，然后趁熱打鐵，讓學(xué)生立即開始寫作訓(xùn)練，最后通過大家互評，教師點評的方式，起到舉一反三的作用，讓學(xué)生知道應(yīng)該如何寫，還要寫出來，并且知道寫得怎么樣。此外，在教學(xué)上，教師也可以與學(xué)生一起探討如何學(xué)習(xí)，如《實用寫作》這門課程，如何上，怎樣上，都可以讓學(xué)生參與進(jìn)來，讓學(xué)生編制一些案例，在課堂上與大家分享，一起討論。這樣，一方面調(diào)動大家的學(xué)習(xí)熱情，另一方面，又提高他們綜合分析能力。學(xué)生只有在實踐中才能真正掌握和把握實用寫作的技巧和方法。（四）大學(xué)寫作教師要加強(qiáng)自身能力的提高。要提高大學(xué)生的實用寫作能力，那么作為教練員的大學(xué)寫作教師就應(yīng)該具備更高的實用寫作能力。大學(xué)寫作教師不僅要有深厚的文學(xué)功底和理論研習(xí)能力，還要對實用文的各種文體都能寫作自如，此外還要懂得如何把自己的經(jīng)驗傳授給學(xué)生，讓學(xué)生學(xué)以致用。因此，大學(xué)寫