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地质雷达是根据什么进行探测

发布时间: 2021-02-09 19:13:13

A. 地质雷达是干什么的,能找到地下电线

地质雷达利用超高频电磁波探测地下介质分布,它的基本原理是专:发射机通过发射天线发射中属心频率为12.5M至1200M、脉冲宽度为0.1 ns的脉冲电磁波讯号。当这一讯号在岩层中遇到探测目标时,会产生一个反射讯号。直达讯号和反射讯号通过接收天线输入到接收机,放大后由示波器显示出来。根据示波器有无反射汛号,可以判断有无被测目标;根据反射讯号到达滞后时间及目标物体平均反射波速,可以大致计算出探测目标的距离。
由于地质雷达的探测是利用超高频电磁波,使得其探测能力优于例如管线探测仪等使用普通电磁波的探测类仪器,所以地质雷达通常广泛用于考古、基础深度确定、冰川、地下水污染、矿产勘探、潜水面、溶洞、地下管缆探测、分层、地下埋设物探察、公路地基和铺层、钢筋结构、水泥结构、无损探伤等检测。
能,但要看技术员的水平了。

B. 地质雷达的天线频率,探测深度和分辨率三者之间的关系是什么

脉冲雷达有调制频复率制和重复频率,调制频率也就是常说的天线频率,一般地说,天线频率越高探测越浅,重复频率越高也越浅。分辨率是调制脉冲越窄越高,但能量也小了探测就近。天线频率高了分辨率也高。也可以说分辨率高了相对就探测近。

C. 地质雷达

3.3.7.1 方法简介

3.3.7.1.1 基本原理

地质雷达也称探地雷达,是利用高频电磁波束在界面上的反射来探测目标物,由发射天线和接收天线组成。发射天线向地下发射高频短脉冲电磁波,接收天线则接收来自地下介质交界面的反射电磁波。由于电磁波向地下传播速度主要受地下介质电性控制,在介质电性发生变化的界面,电磁波会发生反射。通过研究电磁波在介质中的传播速度、介质对电磁波的吸收及介质交界面的反射,并用时间剖面图像表示出地下各分界面的形态,从而推测地下地质体及地层结构的分布规律。

3.3.7.1.2 应用范围及适用条件

地质雷达是一种高分辨率探测技术,可以对浅层地质问题进行详细的地质填图,浅层埋藏物进行无损探测。由于电磁波能量在碳酸盐岩区衰减快,勘探深度较浅主要适用于碳酸盐岩裸露或覆盖层浅的地区,目前广泛用于地基探查、地下空洞、岩溶、破碎带、断层等地质构造探测。

要求发射的电磁波能量必须足够大,探测距离能够达到目标体,并能返回地面被系统接收;目标体阻抗差别足够大,有足够的反射或散射能量为系统所识别;目标体的几何形态必须尽可能了解清楚,正确选用天线中心频率;测区干扰不足以影响目标物的反射信息。

3.3.7.1.3 工作布置原则与观测方法

主测线应垂直地下目标体走向,辅助测线平行目标体走向,可更好地反映目标体形态,测线应尽量通过已有的井位,以利于地层的对比。

目前常用的观测方法有剖面法和宽角法两种。

剖面法:发射天线和接收天线以固定间距沿测线同步移动的一种测量方式。

宽角法:发射天线固定在地面某一点上不动,而接收天线沿测线逐点移动,记录地下各个不同界面反射波的双程走时的测量方式。

3.3.7.1.4 资料整理及成果解释

检查验收合格的原始数据,经滤波及二维偏移归位等处理,经过反射层的拾取,编绘探地雷达图像剖面,最终形成推断成果图等。

由于雷达反射界面是电性界面,与地层分界面并不一致,如相邻地层有相近的波阻抗、同一岩层中的含水带界面、多个薄层的地质界面组合等。同时雷达时间剖面转换为深度剖面的精度,分辨率的限制,旁侧界面反射波的影响等因素,给雷达资料带来很多假象,使雷达剖面解释存在多解性。因此成果解释必须结合地质、钻探资料,根据反射波组的波形与强度特征,通过同相轴的追踪,确定反射波组的地质意义,建立测区地质—地球物理模型,构筑地质—地球物理综合解释剖面。

3.3.7.2 试验情况

本次实验主要选择了表层带富水块段纳堡村地区、天然出露的岩溶水源地皮家寨工区,目的是为了查明地表至30m深度的盖层结构、完整稳定性、水文地质结构、岩溶发育特征及富水性。对裸露型隐伏的岩溶水源地大衣村和万亩果园及覆盖型隐伏的岩溶水源地三家村和大兴堡实验区拟实施钻孔位置也布置了少量地质雷达剖面。共布置剖面94条,总长3.4km,其中纳堡村实测66条剖面,长1635m。

本次试验使用SIR-20型地质雷达,天线类型SIR-100MHZ,扫描时窗250~600ns,工作方法为连续剖面测量。

3.3.7.3 主要成果

纳堡村探测结果,表层结构大致分为两层:第一层为第四系覆盖层,岩性为粘土,厚度在2~6m,时窗为0~100ns,表现为能量强、频率较高,连续性较好的波组特征;第二层为个旧组风化灰岩,厚度8~16m,时窗为50~300ns,表现为能量较弱且变化大、频率较低,连续性差的波组特征;向下则表现为无明显反射或杂乱零星反射的“平静带”波组特征,表明已进入基岩(完整灰岩)层。

图3-18为纳堡小学L20线的测量结果,雷达反射波大致分为三层,第一层时窗0~80ns,为能量强、频率较高的波组特征,深度约5m,反映了第四系覆盖层;第二层时窗80~300ns,为能量弱、变化大、频率较低的波组特征,深度约5~16m,反映了风化灰岩层;第三层时窗300ns以上,为无明显反射或杂乱零星的波组特征,推断已进入完整的灰岩层。在剖面10~15m处,时窗范围160~200ns,深度约9~12m范围内,地质雷达记录出现明显的强反射波异常,推断解释为岩溶裂隙含水层。经施工的浅钻验证,覆盖层厚5.15m,5.15~15m岩溶发育,以溶隙、溶洞、溶孔为主,为主要含水层段,涌水量36m3/d,15m以下岩溶不发育,富水性弱,与推断结果吻合。

图3-18 泸西小江流域纳堡村纳堡小学L20线地质雷达曲线

纳堡村宾珍红商店地质雷达测量未发现异常,反射波为明显的两层,顶部覆盖层为高能量波特征,时窗0~100ns,厚度约6m,下部为基岩的平静弱反射波特征,经ZK2浅钻验证,基岩埋深6.7m,孔深30.3m未见水,探测结果与验证结果一致。

纳堡村实验点共圈出8处地质雷达异常,经钻孔验证4处,除1处水量小外,3处表层岩溶水较丰富。

图3-19为皮家寨大泉旁实测地质雷达剖面,大致可分为两层,第一层时窗0~60ns,波组连续稳定,反映出第四系覆盖层厚度为1~3m;时窗60~300ns,地质雷达曲线显示为杂乱反射、振幅变强、频率变低的异常现象,推断该区地下3~16m之间的个旧组灰岩中岩溶裂隙较为发育,局部存在较大充填或未充填的溶洞,如L73线7m、28m、55m处推断为岩溶含水区,与高密度电法38线100~110点的低阻异常对应。经钻孔验证,溶洞,溶孔发育,与推断结果吻合。

图3-19 泸西小江流域皮家寨L73线地质雷达曲线

3.3.7.4 结论

地质雷达反射波组特征:岩溶裂隙含水层为明显的强反射波异常;第四系覆盖层为能量强、频率较高,连续性较好的反射波;风化灰岩层为能量较弱且变化大、频率较低,连续性差的反射波;完整灰岩层为无明显反射或杂乱零星反射的“平静带”特征。

地质雷达在探测深度0~30m范围内,分辨率较高,对表层岩溶裂隙发育带探测效果较好,划分的覆盖层厚度较接近,误差均小于1m。推断的岩溶发育异常带,准确度很高,是表层岩溶找水的有效方法之一。

D. 地质雷达是根据什么在不同介质中传播特性的差异对围岩状态进行探测

地质雷达还是用超声波在不同介质中传播,遇到不同密度的岩石会有不同反射来探测的。

E. 地质雷达探测原理与方法研究的介绍

《地质雷达探测来原理与方法源研究》论述了有关地质雷达的基本理论、数据处理方法、资料解释方法和典型应用。本书共分7章,主要内容包括电磁波在岩土介质中的传播规律、地质雷达仪器基本原理及设计、地质雷达常用数据结构、地质雷达资料处理、地质雷达资料解释和地质雷达实际应用。

F. 地质雷达的介绍

地质雷达(Ground Penetrating Radar(GPR))是探测地下物体的地质雷达的简称。

G. 探地雷达的基本原理与方法技术

探地雷达法(GPR),是利用一个天线发射高频宽带(1MHz~1GHz)电磁波,另一个天线接收来自地下介质界面的反射波而进行地下介质结构探测的一种电磁法。由于它是从地面向地下发射电磁波来实现探测的,故称探地雷达。有时亦将其称作地质雷达。它是近年来在环境、工程探测中发展最快,应用最广的一种地球物理方法。20世纪70年代以后,探地雷达的实际应用范围迅速扩大。

图4-10-1 反射雷达探测原理

探地雷达利用以宽带短脉冲(脉冲宽为数纳秒甚至更小)形式的高频电磁波(主频十几兆赫至千兆赫),通过天线(T)由地面送入地下,经底层或目标体反射后返回地面,然后用另一天线(R)进行接收(图4-10-1)。脉冲旅行时为

地球物理勘探概论

当地下介质中的波速v(m/ns)为已知时,可根据精确测得的走时t(单位为ns,1ns=10-9s),由上式求出反射物的深度(m)。

波的双程走时由反射脉冲相对于发射脉冲的延时进行测定。反射脉冲波形由重复间隔发射(重复率20kHz~100kHz)的电路,按采样定律等间隔地采集叠加后获得。考虑到高频波的随机干扰性质,由地下返回的反射波脉冲系列均经过多次叠加(叠加次数几十至数千)。这样,若地面的发射和接收天线沿探测线以等间隔移动时,即可在纵坐标为双程走时t(ns)、横坐标为距离x(m)的探地雷达屏幕上绘描出仅仅由反射体的深度所决定的“时距”波型道的轨迹图(图4-10-2)。与此同时,探地雷达仪即以数字形式记下每一道波型的数据,它们经过数字处理之后,即由仪器绘描成图或打印输出。

图4-10-2 探地雷达剖面记录示意图

探地雷达图像由于呈时距关系形式,类似于地震记录剖面。画面的直观性较强,波形图面上同一反射脉冲起跳点所构成的“同相轴”可用来勾画出反射界面。当然,对于有限几何体的界面,只要返回的能量足够,图面的各道记录上均可追踪反射脉冲同相轴,这自然就歪曲了目的体的实际几何形态。图4-10-3为点状反射体的理论计算图像。图上画了六种不同介质波速度条件下的同相轴曲线,可以看出[式(4-10-1)],点状体的异常呈双曲线的一叶形态,其峰顶的横向和纵向位置即为点状体的地面位置和深度。介质速度越小,异常峰尖就越明显;埋深越大、天线距越大,双曲线就越平坦。类似于地震剖面,为达到直观效果,必须对图像进行偏移归位校正。图4-10-4给出了有限几何体(充气排球)放入水中后在水面上的实测图像,它证实了计算的规律。由图可见,在有限体的边、角部位,常因绕射现象而使图像复杂化。

图4-10-3 点状体的雷达计算图像

v值:0.23,0.19,0.15,0.11,0.07,0.03m/ns

(a)天线距0m,埋深1m;(b)天线距1m,埋深1m;(c)天线距1m,埋深2m

图4-10-4 放入水中充气排球的探地雷达探测结果

球径21cm,顶深0.85m,波速0.033m/ns

H. 地质雷达和金属探测器有什么不同

地质雷达利用超高频电磁波探测地下介质分布,它的基本原理是:发射机通过发射天线发射中心频率为12.5M至1200M、脉冲宽度为0.1 ns的脉冲电磁波讯号。当这一讯号在岩层中遇到探测目标时,会产生一个反射讯号。直达讯号和反射讯号通过接收天线输入到接收机,放大后由示波器显示出来。根据示波器有无反射汛号,可以判断有无被测目标;根据反射讯号到达滞后时间及目标物体平均反射波速,可以大致计算出探测目标的距离。
由于地质雷达的探测是利用超高频电磁波,使得其探测能力优于例如管线探测仪等使用普通电磁波的探测类仪器,所以地质雷达通常广泛用于考古、基础深度确定、冰川、地下水污染、矿产勘探、潜水面、溶洞、地下管缆探测、分层、地下埋设物探察、公路地基和铺层、钢筋结构、水泥结构、无损探伤等检测。金属探测器利用电磁感应的原理,利用有交流电通过的线圈,产生迅速变化的磁场。这个磁场能在金属物体内部能感生涡电流。涡电流又会产生磁场,倒过来影响原来的磁场,引发探测器发出鸣声。金属探测器的精确性和可靠性取决于电磁发射器频率的稳定性,一般使用从80 to 800 kHz的工作频率。工作频率越低,对铁的检测性能越好;工作频率越高,对高碳钢的检测性能越好。检测器的灵敏度随着检测范围的增大而降低,感应信号大小取决于金属粒子尺寸和导电性能。

I. 地质雷达探测利用了波的什么性质探测的基本方式有哪些

利用电磁波的传播特性,即遇到不同介点特性的材料会发生反射,折射,散射,探测方式不知道你要什么样的答案,有贴地的,和空偶的

J. 地质雷达探测法的原理

[地质雷达] Ground Penetrating Radar(GPR)是探测地下物体的地质雷达的简称。 地质雷达利用超高频电内磁波探测地下介质分布,它的基本容原理是:发射机通过发射天线发射中心频率为12.5M至1200M、脉冲宽度为0.1 ns的脉冲电磁波讯号。当这一讯号在岩层中遇到探测目标时,会产生一个反射讯号。直达讯号和反射讯号通过接收天线输入到接收机,放大后由示波器显示出来。根据示波器有无反射汛号,可以判断有无被测目标;根据反射讯号到达滞后时间及目标物体平均反射波速,可以大致计算出探测目标的距离。 由于地质雷达的探测是利用超高频电磁波,使得其探测能力优于例如管线探测仪等使用普通电磁波的探测类仪器,所以地质雷达通常广泛用于考古、基础深度确定、冰川、地下水污染、矿产勘探、潜水面、溶洞、地下管缆探测、分层、地下埋设物探察、公路地基和铺层、钢筋结构、水泥结构、无损探伤等检测。

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