地质雷达法检测的优点有哪些

⑴ 地质雷达法在公路质量检测中的应用

公路质量检测的原始方法是采用钻探取心法,该方法不仅效率低、代表性差,而且对公路有破坏,为了快速、准确和科学地评价公路质量,必须采用无损检测方法。目前,常用于公路检测的电法勘探方法有地质雷达、高密度电阻率法等方法。在这些电法勘探方法中,由于地质雷达方法具有快速、连续、无损检测的特点,因此,在公路质量检测中得到更加广泛的应用。

图5-16 西安市地裂缝高密度电阻率法控制ρ_s断面图

高速公路是由土基础、二灰土、二灰碎石、面层等构成,由于空气、沥青面层、二灰碎石、土壤等介质的介电常数不同,电磁波将在其介质发生变化的界面产生反射波。图5-17为电磁波在公路剖面中各界面的传播、反射途径示意图。图5-18为电磁波在公路剖面中各界面的扫描示意图。

图5-17 电磁波在公路剖面中各界面的传播、反射途径示意图

长春至四平高速公路采用沥青路面,路面下为碎石垫层。路面分三次铺设完成,设计路面厚度为25cm。在工程竣工前采用地质雷达进行了路面厚度检测。

工作中使用的地质雷达为SIR-2型,工作天线频率为900 MHz。图5-19为长春至四平高速公路上某段路面的地质雷达检测剖面图,图中5.8ns附近的强反射为沥青面层与碎石垫层界面的反射,根据反射界面的双程走时和电磁波在沥青路面中的传播速度计算出路面厚度。沥青路面的电磁波速度采用实验标定并进行统计后得到,检测结果表明,由于二灰碎石垫层凸凹不平,导致沥青路面厚度有较大变化,最薄为26cm,最厚为43cm,达到了设计的要求。路面厚度评价按国家公路路面结构层厚度评价标准进行；在经数据处理后的地质雷达剖面中读取电磁波在面层中的反射波双程走时；计算出面层厚度并做出厚度评价结果。

图5-18 电磁波在公路剖面中各界面的扫描示意图

t₀—电磁波在空气中的双程走时；t₁—电磁波在沥青面层中的双程走时；t₂—电磁波在二灰碎石中的双程走时；A₀—反射波R₀的振幅：A₁—反射波R₁的振幅；A₂—反射波R₂的振幅

图5-19 长春至四平高速公路某段路面的地质雷达检测剖面

地质雷达方法在公路质量检测中除可进行路面厚度检测外,还可进行路基隐患（脱空、裂缝等）的检测以及桥涵的质量检测。有些学者开展了地质雷达对公路压实度、强度及含水量的检测研究。

地质雷达方法用于探测水坝渗漏点和渗漏通道也具有较好的效果。渗漏部位土体的含水量变大。与未发生渗漏的土体形成明显的介电常数上的差异、为采用地质雷达方法探测水坝渗漏位置提供了地球物理条件。黑龙江省某水坝为均质土坝。1998年遭受百年不遇的洪水后,在水坝后坡出现多处面积不等的漏水点。为了查明漏水点在坝体内的分布情况,采用地质雷达在坝顶、坝前坡和后坡进行了探测。图5-20为坝顶测线K0+280至K0+400的地质雷达剖面,图中强振幅异常椎断为坝体内受到水浸较重的部位,异常埋深为10～12m。钻探结果表明地质雷达推断的异常区域是发生渗漏的严重区段。

图5-20 黑龙江省某水坝地质雷达探测剖面

⑵ 地质雷达方法在公路质量检测中的应用

公路质量检测的原始方法是采用钻探取心法，该方法不仅效率低、代表性差，而且对公路有破坏，为了快速、准确和科学地评价公路质量，必须采用无损检测方法。目前，常用于公路检测的物探方法有地质雷达、瞬态面波法、高密度电阻率法和人工地震等方法。在这些物探方法中，由于地质雷达方法具有快速、连续、无损检测的特点。因此，在公路质量检测中得到更加广泛的应用。

高速公路是由土基础、二灰土、二灰碎石、面层等构成，由于空气、沥青面层、二灰碎石、土壤等介质的介电常数不同，电磁波将在其介质发生变化的界面产生反射波。图5－11为电磁波在公路剖面中各界面的传播、反射途径示意图。图5－12为电磁波在公路剖面中各界面的扫描示意图。

图5－11 电磁波在公路剖面中的传播、反射途径示意图

环境与工程地球物理勘探

图5－12 电磁波在公路剖面中各界面的扫描示意图|t₀—电磁波在空气中的双程走时;t₁—电磁波在沥青面层中的双程走时;t₂—电磁波在二灰碎石中的双程走时。A₀—反射波R₀的振幅;A₁—反射波R₁的振幅;A₂—反射波R₂的振幅

长春至四平高速公路采用沥青路面，路面下为碎石垫层。路面分三次铺设完成，设计路面厚度为25cm。在工程竣工前采用地质雷达进行了路面厚度检测。

工作中使用的地质雷达为SIR—2型，工作天线频率为900MHz。图5－13为长春至四平高速公路上某段路面的地质雷达检测剖面图，图中5.8ns附近的强反射为沥青面层与碎石垫层界面的反射，根据反射界面的双程走时和电磁波在沥青路面中的传播速度计算出路面厚度。沥青路面的电磁波速度采用实验标定并进行统计后得到，检测结果表明，由于二灰石垫层凹凸不平，导致沥青路面厚度有较大变化，最薄为26cm，最厚为43cm。达到了设计的要求。路面厚度评价按国家公路路面结构层厚度评价标准进行;在经数据处理后的地质雷达剖面中读取电磁波在面层中的反射波双程走时，计算出面层厚度并作出厚度评价结果。

图5－13 长春至四平高速公路某段路面的地质雷达检测剖面图

地质雷达方法在公路质量检测中除可进行路面厚度检测外，还可进行路基隐患(脱空、裂缝等)的检测以及桥涵的质量检测。有些学者开展了地质雷达对公路压实度、强度及含水量的检测研究。

⑶ 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。

⑷ 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。

⑸ 地质雷达法测混凝土厚度的方法有哪些

地质雷达法测混凝土厚度的方法如下：
一、现场准备：按有关要求布置纵向版测线权位置及数量（纵向布线位置应在拱顶、左右拱腰、左右边墙和隧底各布1条），并按一定间距打出里程桩号标记点，该桩号应与隧道开挖施工桩号一致；准备高空作业台车或适于高空作业的天线架子。
二、内业准备：检查有关零部件是否齐全，准备有关记录、资料、照明灯具等，室内连机调试看仪器是否工作正常，充电。
三、现场作业：操作人员和仪器均位于作业车上，天线贴在衬砌表面，设置有关仪器参数并调试（时窗长度、滤波器、增益等），随作业台车一起移动，若实行连续扫描探测，应保持匀速移动，按设置的测线检测并按设置的里程桩号打标定位。
四、室内资料整理：将所获图像资料文件导入软件后处理，核对文件与记录有无差错。
五、信号处理和目标识别：输入有关相对介电常数或波速，由传播时间曲线从而检测出衬砌砼厚度（根据回波图像在横向和纵向上的的变化特点和典型特征、标准图像进行解译---包括衬砌厚度、围岩空洞、钢拱架、衬砌配筋等）。

⑹ 常用的监测方法有哪些,并简述其原理及优缺点

沉淀法
在抽提液中加入适量的中性盐或有机溶剂，使有效成分变为沉淀。经离心除去不溶物，获得的上清液通过透析或凝胶过滤脱盐，即可供纯化使用。

⑺ 超声波探伤有哪些优点

超声波检测有点，第一个优点是无辐射、安全，不影响现场的作业，比如版射线检测有辐权射，需要采取相关措施隔离，影响工期。第二优点是检测设备检测、方便，超声检测只需要带上仪器和耦合剂，无需接电。第三个优点是可以检测厚度较厚的工件，比如可以检测厚度100mm以上的工件。第四个优点是可以对缺陷测长、和缺陷的位置定位准确。等等优点

⑻ 书面材料分析方法的优点有哪些

书面材料分析方法的优点是：一是要使产品质量稳步上升，二是要使产品品种不断更新内换代，以容适应市场竞争的需求，而发展新品种和新材料的多、快、好、省的途径就是剖析工作先行。

剖析在材料科学特别是商品生产领域中已广泛使用。国内外许多企业的开发研究系统中都利用剖析技术注视和跟踪本行业的最新研究成果与发展动态。各个企业要谋求生产和发展。

(8)地质雷达法检测的优点有哪些扩展阅读：

书面材料根据委托单位提供材料，综合利用定性、定量分析手段，可以万分之一的精确度精确分析材料的各类组成成分、元素含量以及填料含量。将橡胶塑料原料与制品通过多种分离技术，利用高科技分析仪器进行检测。

而后将检测的结果通过经过技术人员的逆向推导，最终对完成对样品未知成分进行定性、定量判断的过程。在这个过程中技术人员除了依靠先进设备支持外，同时还必须具有丰富的行业知识和理论知识。

⑼ 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。

⑽ 地质雷达法能帮助地镇预测吗

地质雷达探测深度和探测的面积相对于地震这种大尺度地质活动来说，相当于用一根汗毛来探测西瓜熟没熟透，你说有用吗？