地质雷达技术在水利水电工程勘察中的应用
地质雷达在水利工程隧洞检测中的应用

外部干扰的强弱等 ; 其中介质的介 电常数是影响电 磁波传播 的主要因素 , 从而影响雷达检测的准确。 天线 中心频率 的选择影响能探 测到的地下 目的体 的深度 , 在满 足 场地 条件 及 分 辨率 的情况 下 应使 用 中心频率较低的天线 , 隧洞检测工程 中5 0 0 —1 0 0 0
广西 水利 水 电 GU A N GX I WA T E R R E S O U R C E S &H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 6 ( 5 )
以 反 射 波 彩 色 图 像 形 式 来 示 探 地 雷 达 的 探 测 剖 面 图 。 由于受 衬 砌层 、 钢筋网 、 混 凝 土 材料 、 施。 r情
及 监理 监 督外 , 地质 雷 达检 测 隧洞 衬 砌厚 度及 是 否 存 在 空 腔 有 利 于 隧 洞 安 全 。本 文 结合 实 例 介 绍 地 质 雷达 在水 利工作 隧 洞空离。
1 基 本 原 l _
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 有 关 目的物 , 其发 射 的 脉 冲 电磁波讯号 中心频率为 1 2 . 5 ~1 2 0 0 MH z 、 脉冲宽度 为0 . 1 n s 。地 质 雷 达 由主 机 、 发 射 天线 和接 收 天线 组成 , 通过发射机发射短脉冲电磁波经发射天线辐 射传人大地 , 电磁波在传播过程中遇到介质不同分 界 面被 发 射 回地 面并 被 接 收 , 根据 接 收 回来 的信 号
是 由发射天线送入地下 , 经 目的体反射 回地面由接
[ 收稿 日期】 2 0 1 6 - 0 4 — 1 2 3 2 探检测T作。 【 修 回日期】 2 0 1 6 — 0 6 — 3 0
浅析地质雷达在水利水电工程勘察中的技术应用

基金项目:本文为江苏高校哲学社会科学研究项目,项 目编号:2017SJB17数据精准度会受到速度分析与动能校正等问题的影 响。因此为确保探测数据处理的有效性,需加大研发力度, 精准分析地质雷达探测数据,进行算法模拟,进一步提升反 褶积和偏移技术水平。
三、 地质雷达应用需思考的问题 (一) 探测应用条件 就地质雷达探测来看,实际应用条件与探测效果之间
存在密切关联,具体环境会影响探测深度、图像分辨率、数 据精度等,比较常见的是电阻率、介电常数与频率等。基于 地下介质的高频电磁波的传播,呈现出逐步衰减的态势,电 阻率也会随之降低,探测深度、分辨率及数据精度之间所存 在的偏差较大,因此地质雷达探测应用期间,需把握探测应 用条件,就电阻率、介电常数与频率等要素开展具体分析, 确保地质雷达探测整体效果得到显著提升。
面,通过肉眼难以发现堤坝隐患部位,而通过地质雷达的应 用,能够保障数据收集的全方位化,进行深入地挖掘,发现 堤坝隐患问题,及时警示和告知,水利水电工程建设中堤坝 安全监测得以高效落实,促进各项施工活动的顺利开展,堤 坝建设牢固性也得到保障。
(地三下)水资源探测 现如今水资源稀缺问题较为严重,因而水利水电工程 建设中需重视地下水资源勘测。污水排放加剧了地区水资 源破坏,针对此种情况,在水利水电工程建设中可发挥地质 雷达的优势,对地下水资源进行探测,确定具体污染范围, 以确保水质问题得到顺利解决。 五、结语 现如今水利水电事业呈现出快速发展的趋势,地质雷达 技术易于携带且效率较高,在水利水电工程勘察中具有良好 的应用价值,能够保障信息量获得效果,并且工作周期耗时 较小,能够加密点距以确保目标定位的精确性。水利水电工 程勘察中对于地质雷达的应用,需把握工程项目实际情况, 做好地质剖面、堤坝建设、地下水资源、边坡建设等方面探 测工作,确保水利水电工程建设质量与效率得到显著提升。
地质雷达技术在水利工程检测中的应用

地质雷达技术在水利工程检测中的应用摘要:地质雷达技术类似于反射地震法,其不同之处主要体现在波形和所涉及物性方面。
地质雷达技术的优势是高效、快捷、高精度,可在护险工程探测中发挥巨大作用,应用效果极为显著,与此同时,地质雷达技术在浅层或超浅层工程探测中的应用前景十分广阔,其中就包含在水利工程检测中的应用。
我国水利工程质量检测中,应用地质雷达检测技术,可降低对检测物的伤害程度,也能促进质检工作效率、质量的提升。
对此,本文先分析了地质雷达技术,之后阐述了水利工程检测中地质雷达技术的应用,供借鉴、参考。
关键词:地质雷达技术;水利工程检测;应用分析引言近年来,我国科技水平快速提高,而地质雷塔技术凭借其高效、快捷、无损等优势,开始成为地球物理探测的一种重要方法。
目前,地质雷达技术应用范围涉及多个领域,未来在工程勘探与检测问题不断提出、科技人员不断努力的背景下,应用地质雷达技术将能够解决更多的问题,也会涉及越来越广泛的领域。
以往我国水利工程开展质量检测工作时,经常是以回弹法为主,主要是检测混凝土质量,这种方式不仅会影响检测物,同时现场施工人员工作也有着较大的难度。
而应用地质雷达技术开展检测工作,大幅度提高了检测效果,且工作人员的工作难度也大幅降低,同时水利工程整体质量检测的技术水平也实现了质的飞跃。
1地质雷达技术使用地质雷达技术时,主要是利用超高频电磁波来探测不同被定位物质,这种探测方式不会损害受检体,探测中的科学性也十分突出。
具体应用中,需要以反射波定律为依据来勘测目标,在该技术中,雷达的构成部分主要包含发射机与天线、接收机等零件,是借助发射机向地面发射信号,而地面上天线则负责接收信号。
在这之后,水利工程检测人员即可利用所接收电磁波信号来达到科学、合理的判断目的,收获精确数据的同时,助力接下来的勘测工作[1]。
地质雷达检测技术应用中,电磁波之所以发生反射,主要原因就是传播中的电磁波遇到了目标物体,而两种物体互相之间的介电常数有所不同。
地质雷达在水利工程质量检测中的应用

地质雷达在水利工程质量检测中的应用摘要本文概述了地质雷达测量基本原理,介绍了地质雷达系统,并列举了地质雷达在水利工程质量检测中的应用。
关键词地质雷达;水利工程;质量检测一、前言最近10年中,地质雷达探测无论是技术设备的制造,还是探测方法、数据处理及资料解释都取得了重大进展,但依然存在一些问题和不足需要改进,在建设社会主义和谐社会的新时期,加强对地质雷达在水利工程质量检测中的应用的研究,对取得良好的探测效果和社会经济效益有着重要意义。
二、地质雷达测量基本原理地质雷达(又称探地雷达,Ground Penetrating Radar,简称GPR)方法,是利用高频电磁波(1 MHz—1 GHz),以脉冲形式通过发射天线被定向地送入地下。
雷达波在地下介质中传播时,当遇到存在电性差异的地下介质或目标体时,电磁波便发生反射,返回地面后由接收天线所接收。
在对接收天线所接收到的雷达波进行分析和处理的基础上,根据所接收到的雷达波波形、强度、电性及几何形态,从而达到对地下地层目标体的探测。
发射天线和接收天线紧靠地面,由发射机发射的短脉冲电磁波经发射天线辐射传入大地,当电磁波在地下介质中传播时,主要受介质的相对介电常数和电导率的影响。
当在两种介质的交界部位,由于介电常数的变化,电磁波便发生类似光学的反射和折射,反射的强弱与介电常数直接有关。
雷达波从发射天线发射到被接收,其行程时间:式中z为反射界面深度,x为发射天线到接收天线间的距离,v为电磁波在介质中传播的波速,c为光速(c= 0.3m/ns) , ε为介质的相对介电常数,当波速v 己知时,通过对雷达剖面上反射信号行程时间的读取来计算界面深度z值。
电磁脉冲反射信号的强度与界面的反射系数和穿透介质的波吸收程度有关,一般,介质的电磁参数(电性)差别大,则反射系数大,因而反射波的能量也大,这就是地质雷达探测的前提条件。
式中:PT , PR—发射接收功率;G—天线增益;R,S和H—为地下目标体的反射率、散射面截面和深度;a—土壤衰减率;L—雷达波从发射到接收过程的散射损耗;λ—介质中雷达波的波长。
地质雷达在水利工程质量检测中的应用

摘要:简述地质雷达的基本原理,介绍了地质雷达在水利工程质量检测中的应用实例。
关键词:地球物理地质雷达水利工程质量应用1 前言地质雷达作为近十余年来发展起来的地球物理高新技术方法,以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图象显示等优点,备受广大工程技术人员的青睐。
现已成功地应用于岩土工程勘察、工程质量无损检测、水文地质调查、矿产资源研究、生态环境检测、城市地下管网普查、文物及考古探测等众多领域,取得了显著的探测效果和社会经济效益,并在工程实践中不断完善和提高,必将在工程探测领域发挥着愈来愈重要的作用。
而地质雷达技术用于堤防隐患的探测尚属初步阶段,通过广大物探技术人员的共同努力,达到了解和掌握不同隐患类型在雷达图像上的反映特征,在不断总结探测经验的基础上,提高异常的判断能力和精度,较确切地推定堤防工程隐患的性质和位置,以便指导有关管理单位加强堤防工程重点部位的维护和防范,提高和巩固堤防工程的运行周期和防洪能力。
本文以永定河堤防工程护砌质量检测为实例,说明地质雷达技术在堤防工程探测中的应用情况,以此与同行进行切磋,推动堤防工程探测技术的发展,不妥之处,敬请批评指正。
2 基本原理地质雷达与探空雷达相似,利用高频电磁波(主频为数十数百乃至数千兆赫)以宽频带短脉冲的形式,由地面通过发射天线(T)向地下发射,当它遇到地下地质体或介质分界面时发生反射,并返回地面,被放置在地表的接收天线(R)接收,并由主机记录下来,形成雷达剖面图。
由于电磁波在介质中传播时,其路径、电磁波场强度以及波形将随所通过介质的电磁特性及其几何形态而发生变化。
因此,根据接收到的电磁波特征,既波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度、频率和波形等,通过雷达图像的处理和分析,可确定地下界面或目标体的空间位置或结构特征。
雷达波(电磁波)在界面上的反射和透射遵循Snell定律。
实际观测时,由于发射天线与接收天线的距离很近,所以其电磁场方向通常垂直于入射平面,并近似看作法向入射,反射脉冲信号的强度,与界面的反射系数和穿透介质的衰减系数有关,主要取决于周围介质与反射目的体的电导率和介电常数,对于以位移电流为主的介质,既大多数岩石介质属非磁性、非导电介质,常常满足σ/ωε<<1,于是衰减系数(β)的近似值为:既衰减系数与电导率(σ)及磁导率(μ)的平方根成正比,与介电常数(ε)的平方根成反比。
地质雷达在水利水电工程勘察中的技术应用

地质雷达在水利水电工程勘察中的技术应用本文介绍了地质雷达测试技术的基本原理和特征参数,并结合实例对地质雷达技术在水利水电工程的具体应用进行分析,分析结构供参考。
标签:地质雷达;水利工程;地质勘查1、地质雷达的工作原理利用地质雷达测试技术来勘测地下介质的组成和分布状况。
地质雷达勘测仪上有两根天线,是传送和接受信号。
一根天线进行高频率宽频带段脉冲电磁波的发射,另一根天线进行地下地质结构反射波信号的接收。
实践结果表明,电磁波在地下介质的传播形态受外界因素的影响,正是利用这一原理,可以对电磁波的往返时间、电磁波的形态、幅度等信息进行分析从而估测出该地质的各种物理性质。
雷达探测具有极高的分辨率,探测深度可达到50m,而探测效果最好的是中浅层,随着深度的增加探测效果就会越来越差。
高频天线的分辨率可精确到毫米。
下图1是地质雷达工作的原理示意图:地质雷达在工作时,由发射机通过发射天线发送周期性的毫微秒脉冲电磁波信号,当发出的讯号在岩层中传播时遇到介质不均匀的岩体或其他介质时,就会产生一个反射信号,发射出和反射回的信号通过接受天线进入接收机中,接收到的信号由接收机进行调整、放大等处理后,再传送到雷达主机进行处理,再传送到微机中。
微机会将接收到的信号按幅度大小依次编码,最终以灰色电评图或波形堆积图的形式显示出来,工作人员对图形进行分析,可以掌握探测目标的位置、大小、形状等物理参数。
2、特征参数2. 1 电磁波脉冲旅行时t(ns)(1)当地下介质的电磁波速度v (m/ ns)已知时(Cv可现场测定或按2式估算),可根据实测电磁波反射历时t (ns},由上式求出反射体的深度z (m},式中x Cm)为常量。
2.2 电磁波传播速度v(2)在这个公式当中,er表示的是介质的相对介电常数,c表示的是在真空环境下电磁波的传播速度,即:0. 3m/ ns,ur表示的是介質的相对磁导率,它的值大约在1左右。
2. 3 电磁波反射系数在介质中传播的电磁波如果碰到相对介电常数变化较大的物体时,会发生发射和透射的现象,而反射和透射的能量大小分配和引起异常改变的电磁波反射系数有关。
地质雷达技术在水利水电工程勘察中的应用_1

地质雷达技术在水利水电工程勘察中的应用发布时间:2022-11-22T05:23:20.746Z 来源:《中国建设信息化》2022年8月14期作者:王洪维[导读] 随着我国社会的不断发展王洪维青海省水利水电勘测规划设计研究院有限公司摘要:随着我国社会的不断发展,有关水利水电工程已然成为国民经济发展中不可或缺的重要内容。
作为一种通过高频电磁波技术进行地下物体探测的电子设备,电子雷达的探测能力很强,通过示波器是否存在反射信号,判定被测目标的存在。
按照反射信号达到时间或目标物体平均反射波速,从而推算探测目标的距离。
目前,在地质探测中,地质雷达适用于探测短距离物体,可以准确判定地质特点,保证探测准确性。
本文主要对地质雷达技术在水利水电工程勘察中的应用进行论述,详情如下。
关键词:地质雷达技术;水利水电工程;勘察引言水利水电工程项目的建设与实施,需要立足于我国淡水资源分布不均衡的现状问题,才能够实现更加科学合理的水利资源调配以及统筹规划目标,并能够显著提升水利施工建设区域内的地基基础结构稳定性。
1地质雷达技术的发展我国从20世纪80年代中期开始进行探地雷达技术的研究和试验,最初用于军事地雷的探测。
经过十几年的研制攻关,在雷达硬件设备、信号处理、目标成像等方面取得重大进展和突破。
特别是最近10年,通过大批引进国外技术同时进行国内改造孵化,我国的地质雷达的分辨率和清晰度及三维层析成像技术都达到世界领先水准,设备使用率及普及率大幅提升。
地球物理高新技术方法是经过十余年而发展起来的,地质雷达以其分辨率高、定位准确、无损快捷、方便经济、实用性强。
现已成功地应用于工程质量检测、文物考古探测、水文地质调查、地质勘察、生态环境检测、矿产资源调查、城市地下管网普查等众多领域,在工程质量检测及物探领域应用不断被拓宽深耕,得到广大工程建设者的认可。
2地质雷达技术在水利水电工程勘察中的应用2.1地下水危害的科学调控水利水电工程操作中,需要根据建筑施工的实际情况,应用地质雷达技术,分析地下水可能存在的影响。
地质雷达技术在水利工程检测中的应用

地质雷达技术在水利工程检测中的应用发表时间:2018-05-28T16:18:08.630Z 来源:《防护工程》2018年第2期作者:江祖昌周秋露[导读] 应该如何选择地质雷达以及进行相关参数的设置,以期能够为地质雷达在水利工程检测之中的进一步应用提供相应的参考。
江苏省工程勘测研究院有限责任公司江苏省扬州市 225002 扬州市水利局摘要:水利工程的建设对于基础设施的完善以及社会的发展都有着非常重要的意义,而在进行水利工程建设的过程中,要想更好地保证水利工程的施工质量,就必须要在施工过程中加强检测,通过检测及时地发现水利工程存在的质量问题,从而采取措施对其进行处理,保证水利工程的质量。
而在进行水利工程检测的过程中,地质雷达技术是一种应用得较为普遍的技术,应用地质雷达技术可以对水利工程进行无损检测,及时地发现水利工程的缺陷。
因此在本文的研究中,主要就地质雷达技术在水利工程检测之中的应用进行了相应的研究,以期能够为地质雷达技术在水利工程之中的进一步应用提供参考。
关键词:地址雷达技术;水利工程;检测前言在水利工程中,挡墙是边坡防护的一种重要结构,在挡墙的建设及使用期间,往往会受到气候条件、温度变化、水质污染等一系列因素的影响,从而使得挡墙可能出现许多的质量问题,对其正常使用造成严重的影响。
因此无论是在施工阶段还是使用阶段,都需要加强对于挡墙质量的检测。
而在进行挡墙等水利工程质量检测的过程中,常用的检测方法主要包括了钻芯法、回弹法、超声波法以及地质雷达等方式,超声波法地质雷达属于无损检测方式,其它方式往往都会对于结构造成一定程度的破坏,而地址雷达的检测结果相比于其它的无损检测方式往往更加准确,同时检测也更加方便。
因此对于地质雷达技术在水利工程检测中的应用进行研究有着非常重要的意义。
1地质雷达检测技术概述地质雷达又被称为探地雷达,通过对地质雷达的应用能够实现对于混凝土结构等内部质量的检测,而且不会对于结构造成破坏。
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地质雷达技术在水利水电工程勘察中的
应用
摘要:随着科技的发展,我国的水利水电工程建设也引入了许多先进技术,其中,在地质勘探方面,地质雷达勘测技术得到了广泛的应用。
地质雷达具有勘察效率高,仪器易携带的优点,在水利水电工程建设中发挥着重要作用。
但实际应用过程中,还存在一些问题需要进行深入分析与研究。
关键词:地质雷达技术;水利水电;工程勘察;应用
1地质雷达的基本工作原理
地质雷达近年来得到了广泛的应用。
这是一种利用电磁波探测地下地质结构和各种物质的方法。
在地下传播电磁波的过程中,电磁波会遇到一些物质并产生反射面,这些反射面会被雷达探测到,然后通过解析解存储在计算机中。
根据计算机解,可以推断地下矿物或稀有资源的位置信息和大小。
探地雷达可以通过接收记录数据进行分析,然后对地下材料进行判断,以协助工人进行检测。
随着无线天线中心频率的改变,电磁波的传输电平将逐渐改变。
一般来说,无线天线的中心频率越小,可以检测到的电磁波越重。
2地质雷达勘查中存在的问题
2.1勘测条件影响问题
在地质雷达技术的发展中,其测量效果也受到很多要求。
当高频电磁波在地下传播时,会随着时间的推移而丢失,而电阻问题危害最大。
阻力越小,测量深度与屏幕分辨率之间的偏差越大,数据库的精度将受到很大影响。
因此,在使用地质雷达测量技术时,应密切关注电阻、相对介电常数和工作频率,尽量减少室内环境对关键技术的危害,以确保测量数据的真实性,提高测量的整体水平。
2.2测量数据处理方法的准确性困难
从技术地质雷达调查中获得的数据信息通常取决于石油地震灾害调查的技术
分析。
原油地震灾害调查技术的数据处理方法与地质雷达的技术信息存在一定的
偏差,导致数据信息存在误差。
通常,例如,必须检查调查率,这将影响数据库
的准确性。
在数据处理过程中,还需要人力资源对来自地质雷达技术调查的信息
进行分析和模拟,以便获得更准确的数据。
3地质雷达技术在水利水电工程勘察中的应用
3.1对于水利水电工程地质剖面的探测
随着地质雷达功能的逐步探索,近年来,地质雷达已广泛应用于工程建设中,如确定岩层埋深、地质剖面分层、岩层划分等。
地质雷达在水利水电工程中的应
用较为普遍,尤其是在水利水电项目的早期地质剖面分析中。
它可以很好地利用
地质环境探测深度、屏幕分辨率和精度等优势,分析水利工程的地质剖面,从而
根据早期水利测绘项目的设计图纸明确钻孔位置,为未来水利水电工程的基本建
设打下铺垫。
3.2水利水电工程河堤施工检查
地质雷达可以有效地对水利水电工程中的地质进行全面检查,特别是对河堤
的基础施工。
地质雷达对人眼无法发现的河岸安全隐患部位进行全方位的数据采
集和充分挖掘,并对安全隐患部位的短板进行警示和通报,可全面提升其水利水
电工程的河岸安全监测和工程质量,从而将河岸建设的鲁棒性提高到更高水平。
3.3对地下水资源的勘测
在水利工程建设中,地下水资源调查也是一项非常重要的具体内容。
随着中
国经济的快速发展,许多企业为了赚钱,忽视空气污染,排放大量废水,而没有
解决问题。
许多城市的水质受到严重污染。
因此,在水利水电工程建设过程中,
依靠地质雷达勘测技术,可以了解地下水资源的破坏类别,确定废水储存的黄金
位置,并依靠一些有机化学方法处理废水问题,从而提高水利水电工程的水质。
3.4边坡防护施工测量
边坡工程在水利水电工程建设中也发挥着坚实的作用,在一定程度上决定了
水利水电工程的质量。
依托地质雷达测量技术,我们可以对边坡防护的地质进行
测量,在短时间内获得更合理的信息,然后利用计算机对这些信息进行分析,以
获得边坡工程对水利水电工程的影响,充分利用边坡工程的实体效应,协助水利
水电工程基本建设取得成功。
3.5其他应用
在水利水电工程建设过程中,地质雷达技术还可应用于地下排水管道的测量、回填厚度的测量以及不同级别的第四系测量。
此外,对于坝基的“整体浸出”具
有良好的实际效果。
4地质雷达勘查中的干扰因素及控制措施
4.1大树或树枝干扰
电磁波的传输是特定的,气体属于非耗散物质。
即使是非常微弱的电磁波也
可以在空气中传播很远。
然而,当一些开花的树木或具有树木技能的树木或电线
杆出现在测试线周围时,电磁波也会受到干扰。
通常,树或树技术在电磁波组上
具有相对杂乱的低频,并且在相对密度波图案上会有大面积的不规则白点。
然而,如果是一棵繁茂的树,它将具有双曲线波模式,数据信号将很强,通常很容易识别。
为了减少这种危害,我们可以在测量工作中屏蔽无线天线,在一定程度上可
以有效抑制干扰。
4.2建筑物干扰
建筑物干扰可分为两种类型,一种是建筑物与无线天线方向平行移动,另一
种是建筑与无线天线定向垂直移动。
其中,并联条件对电磁波的干扰更为严重。
如果测试线周围的建筑物保持与无线天线方向平行,地质雷达测量的雷达探测记
录上会有一组同向信号。
在这种情况下,数据信号非常强,工作频率接近主频的
侧反射波,以便进行精确测量。
当工作人员不清楚地下情况时,很可能与地下页
面的反射波混淆。
如果两侧都有房屋和建筑物,并且它们正与无线天线朝着平行
平面移动,干扰会更严重,因为此时,雷达探测记录中应该反射的地质构造波组
几乎无法识别。
因此,当地质雷达用于测量时,应尽量减少此类问题。
如果方向是垂直的,则干扰不会如此严重。
4.3类坎状地形干扰
类坎状地形也会在雷达探测记录中造成两组异常特征波型,差异较大。
数据信号将变得更严重。
速度不能被视为电磁波在空气中的速度,它不是在地下介质中的速度而是在在中间的速度。
这种地形对数据信号造成的干扰非常严重,会使许多有效的数据信号无法解析,进而影响分辨率。
结论
根据许多实践探索,地质雷达技术在水利水电工程勘测中发挥了非常重要的作用。
它可以通过电磁波和磁感应测量和分析地下化学物质。
还可以整合水利水电工程建设要求,明确提出符合地下环境和地质构造的科学建议,有利于水利水电工程科学合理有效建设。
地球雷达技术可以在短时间内获得更多数据,对地下化学品进行更精确的定位,为水利水电工程建设提供巨大帮助。
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