第3篇探地雷达课件

探地雷达探地雷达（GroundPenetratingRadar简称称GPR）是用）是用频率介于率介于106109Hz的的无无线电波波来确定地下介来确定地下介质分布的一种方法。分布的一种方法。对称称振振子子型型调幅幅脉脉冲冲时域域探探地地雷雷达达输出出功功率率大大，能能实时监测测量量结果果，设备可可做做成成便便携携式式等等优点点，在在商商用用地地面面探探地地雷雷达达中中，已已得到广泛得到广泛应用。下面主要介用。下面主要介绍这种探地雷达。种探地雷达。4.5探地雷达探地雷达成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束 探地雷达（Ground Penetratin脉脉冲冲时间域域探探地地雷雷达达利利用用超超高高频短短脉脉冲冲电磁磁波波在在地地下下介介质中中的的传播播规律律来来探探测地地下下介介质的的分分布布。因因为任任何何脉脉冲冲波波都都可可以以分分解解成成不不同同频率率的的单谐波波；对称称振振子子型型、发射射和和接接受受天天线间距距离离很很小小。因因此此电偶偶极极源源产生生的的单谐电磁磁波波场及及传播特征是探地雷达的理播特征是探地雷达的理论基基础。1、均匀介质中的电磁场均匀介质中的电磁场4.5.1脉冲时间域探地雷达的基本原理脉冲时间域探地雷达的基本原理4.5.1.1电偶极源的电磁场电偶极源的电磁场成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束 脉冲时间域探地雷达利用超高频短脉冲电磁波在成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院返回结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院返回结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院返回结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院返回结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院返回结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院返回结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院返回结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院返回结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院返回结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院返回结束中中相相同同位位置置的的记录进行行叠叠加加，这种种记录能能增增强对深部地下介深部地下介质的分辨能力。的分辨能力。2宽角法或共中心点法角法或共中心点法成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束中相同位置的记录进行叠加，这种记录能增强对深部地下介质的分辨l剖面法与多次覆盖剖面法与多次覆盖（1）剖面法剖面法剖剖面面法法是是发射射天天线（T）和和接接收收天天线（R）以以固固定定间距距沿沿测线同同步步移移动的的一一种种测量量方式方式。（2）多次覆盖多次覆盖应用用不不同同天天线距距的的发射射接接收收天天线在在同同一一测线上上进行行重重复复测量量然然后后把把测量量记录中中相相同同位位置置的的记录进行行叠叠加加，这种种记录能能增增强对深深部地下介部地下介质的分辨能力。的分辨能力。成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束l剖面法与多次覆盖成都理工大学信息工程学院返回结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院返回结束1分辨率分辨率分分辨辨率率是是方方法法分分辨辨最最小小异异常常体体的的能能力力。分分辨辨率可分率可分为垂向分辨率与横向分辨率。垂向分辨率与横向分辨率。（1）垂向分辨率垂向分辨率一般把地一般把地层厚度厚度b=4作作为垂直分辨率的垂直分辨率的下限。下限。（2）横向分辨率横向分辨率4.5.2.2探地雷达的技探地雷达的技术参数参数成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束1分辨率4.5.2.2 探地雷达的技术参数成都理工大学信成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院返回结束v成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束v成都理工大学信息工程学院返回结束1目的体特性与所目的体特性与所处环境分析境分析（1）天）天线中心中心频率率选择（2）时窗窗选择（3）采）采样率率选择（4）测点点距点点距选择（5）天）天线间距距选择 4.5.2.3探地雷达探地雷达测量的量的设计v成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束1目的体特性与所处环境分析4.5.2.3 探地雷达测量的 数数字字记录的的探探地地雷雷达达数数据据类似似于于反反射射地地震震数数据据，反反射射地地震震数数字字处理理许多多有有效效技技术通通过某某种种形形式式改改变均均可可以以应用用于于探探地地雷雷达达资料料的的处理。理。4.5.3探地雷达的数据处理与资料解释探地雷达的数据处理与资料解释4.5.3.1探地雷达的探地雷达的数据数据处理理成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束4.5.3 探地雷达的数据处理与资料解释4.5.3.1 （补充速度的求取）充速度的求取）1时间剖面的解剖面的解释方法方法（1）反射）反射层的拾取的拾取（2）时间剖面的解剖面的解释2资料解料解释的的专家系家系统介介绍（1）对雷达雷达图像信息像信息进行反褶行反褶积处理。理。（2）利用自）利用自动识别系系统（3）根据）根据专家家领域知域知识进行地行地层性性质判判别 4.5.3.2探地雷达的探地雷达的资料解料解释方法方法v成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束（补充速度的求取）4.5.3.2 探地雷达的资料解释方法v1基岩面的探地雷达探基岩面的探地雷达探测广州广州花园。第四系地花园。第四系地层覆盖在基岩覆盖在基岩（灰岩）上。第四系地（灰岩）上。第四系地层为淤泥、粉淤泥、粉质粘土粘土与砂，比与砂，比较松松软；其下；其下为灰岩，有灰岩，有较高的承高的承载力。建筑物力。建筑物拟采用采用预制制桩桩基基础。图2.4.34为该场地地地地层的探地雷达的探地雷达图像，像，4.5.4探地雷达的应用探地雷达的应用4.5.4.1在工程地在工程地质勘察中的勘察中的应用用成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束1基岩面的探地雷达探测 4.5.4探地雷达的应用4.5.4图2.4.34 灰岩与覆盖地层的探地雷达图像返回返回结束结束图2.4.34 灰岩与覆盖地层的探地雷达图像返回结束2岩溶地区的探地雷达探岩溶地区的探地雷达探测岩溶（又称喀斯特）是指碳酸岩溶（又称喀斯特）是指碳酸盐岩等可溶岩等可溶性岩性岩层受水的化学和物理作用所受水的化学和物理作用所产生的沟槽裂生的沟槽裂隙和空洞，以及由于空洞隙和空洞，以及由于空洞顶板塌落使地表板塌落使地表产生生陷穴、洼地等陷穴、洼地等现象和作用的象和作用的总称。称。（1）节理裂隙岩溶理裂隙岩溶图2.4.36为湖北黄石某地裂隙溶湖北黄石某地裂隙溶蚀带的探地的探地雷达雷达图像。像。成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束2岩溶地区的探地雷达探测成都理工大学信息工程学院返回结束图2.4.36 裂隙岩溶的探地雷达图像 返回返回结束结束图2.4.36 裂隙岩溶的探地雷达图像 返回结束（2）溶）溶蚀沟槽沟槽灰岩灰岩长期出露地表期出露地表时，其表面遭受，其表面遭受风化后化后强度降低。灰岩表面地形度降低。灰岩表面地形变化化剧烈的地方，会烈的地方，会由于地表的大径流，使其表面受由于地表的大径流，使其表面受强烈侵烈侵蚀而形而形成成溶沟、溶槽溶沟、溶槽。图2.4.37为广州花都市某广州花都市某处溶溶蚀沟的探沟的探地地雷达雷达图像。像。成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束（2）溶蚀沟槽成都理工大学信息工程学院返回结束图2.4.37 溶蚀沟的探地雷达图像 返回返回结束结束图2.4.37 溶蚀沟的探地雷达图像 返回结束1探探地地雷雷达达在在桩基基础施施工工障障碍碍成成因因调查中中的的应用用图2.4.39为基岩破碎基岩破碎带的探地雷达的探地雷达图像特征。像特征。4.5.4.2在地基基在地基基础施工中的施工中的应用用成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束1探地雷达在桩基础施工障碍成因调查中的应用4.5.4.2 图2.4.39 基岩破碎带探地雷达图像 成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束图2.4.39 基岩破碎带探地雷达图像 成都理工大学信息工（2）桩基基础下异常性下异常性质判断判断本本场地地为紧靠靠长江江的的滩地地，为防防洪洪在在地地表表下下填填充充了了大大量量杂填填土土。当当杂填填土土中中存存在在建建筑筑垃垃圾圾等等杂物物时，便便形形成成了了与与周周围介介质差差异异极极大大的的强、宽反反射射波波，这类异异常常没没能能在在周周围测线形形成成有有规则的的排列，故定排列，故定为硬性硬性杂物，物，见图2.4.41（a）。）。当当杂填填土土堆堆积比比较疏疏松松，形形成成杂填填土土中中的的不不密密实区区，这类填填土土可可能能是是生生活活垃垃圾圾等等细软物物质，形形成成同相同相轴杂乱的反射波，乱的反射波，见图2.4.41（b）。）。成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束（2）桩基础下异常性质判断成都理工大学信息工程学院返回结束图2.4.41 三种地下异常的探地雷达图像 成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束图2.4.41 三种地下异常的探地雷达图像 成都理工大学信（2）地下）地下顶管前方障碍物探管前方障碍物探查图2.4.43为1#管超前探管超前探测环形剖面雷达形剖面雷达图像，像，图2.4.44为1#管管线地表剖面的雷达地表剖面的雷达图像像 成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束（2）地下顶管前方障碍物探查成都理工大学信息工程学院返回结束成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院返回返回结束结束成都理工大学信息工程学院返回结束第3篇探地雷达课件第3篇探地雷达课件