地质雷达培训

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地质雷达基础知识(一)

地质雷达基础知识(一)

地质雷达基础知识(一)一、教学内容本节课的教学内容来自小学科学教材第六册第五章节“地球的秘密”。

该章节主要介绍了地质雷达的基本概念、工作原理及其在地质探测中的应用。

具体内容包括地质雷达的定义、组成部分、工作原理、使用方法以及探测结果的解读等方面。

二、教学目标1. 让学生了解地质雷达的基本概念,知道地质雷达在地质探测中的重要作用。

2. 学生能理解地质雷达的工作原理,并能简单描述其工作过程。

3. 学生能够运用地质雷达的知识,解决实际问题。

三、教学难点与重点重点:地质雷达的基本概念、工作原理及其在地质探测中的应用。

难点:地质雷达工作原理的理解和实际应用。

四、教具与学具准备教具:PPT、地质雷达模型、实物图片等。

学具:笔记本、彩笔、练习册等。

五、教学过程1. 实践情景引入:通过展示地震灾区现场,引导学生关注地质探测技术在灾后救援中的重要作用,进而引出地质雷达的概念。

2. 知识讲解:介绍地质雷达的定义、组成部分、工作原理及其在地质探测中的应用。

通过地质雷达模型的展示,让学生更直观地理解地质雷达的工作原理。

3. 例题讲解:分析实际探测案例,让学生了解地质雷达在地质探测中的应用,培养学生运用地质雷达知识解决实际问题的能力。

4. 随堂练习:设计一些有关地质雷达的练习题,让学生巩固所学知识。

5. 板书设计:板书地质雷达的基本概念、工作原理及其在地质探测中的应用。

6. 作业设计:题目1:请简要描述地质雷达的基本概念。

答案:地质雷达是一种利用电磁波探测地下目标的仪器,主要由发射装置、接收装置和数据处理装置组成。

题目2:请解释地质雷达的工作原理。

答案:地质雷达通过发射装置发射电磁波,当电磁波遇到地下目标时,会发生反射。

接收装置接收这些反射回来的电磁波,并通过数据处理装置分析,从而得到地下目标的信息。

题目3:请举例说明地质雷达在地质探测中的应用。

答案:地质雷达可以用于探测地下水位、查找地下管线、探测地下溶洞等地质现象。

在地震灾区,地质雷达还可以用于探测被埋压人员的生存状态。

《探地雷达培训》课件

《探地雷达培训》课件

2
接收与分析
雷达接收并分析地下物质反射的电磁波信号,生成图像以显示地下结构。
3
数据处理与解释
通过对探地雷达数据进行处理和解释,可以提取有关地下结构和目标的有用信息。
地质勘测中的重要性
非破坏性勘测
探地雷达可以非破坏性地探测地下管线、地下设施等,减少施工风险。
节省时间和成本
使用探地雷达可以快速获取地下信息,从而节省勘测时间和成本。
优势
• 非破坏性勘测 • 快速获取地下信息 • 高分辨率地下图像
劣势
• 受地下环境影响 • 混杂物干扰 • 有限的穿透深度
探地雷达在建筑和土木工程中的应用
隐蔽物探测
地下结构调查
探地雷达可帮助在施工前探测隐 蔽物,避免损害地下管线和设备。
通过探地雷达可以调查地下结构 的情况,为土木工程设计提供准 确数据。
提高勘测精度
探地雷达可以提供高分辨率的地下图像,帮助准确识别地下结构和目标。
探地雷达的历史和发展
探地雷达的起源
探地雷达起源于20世纪初,最初 用于探测地下金属和地雷。
技术的进步
随着技术的进步,探地雷达的应 用领域不断扩大,成为非破坏性 勘测的重要工具。
未来的发展
未来,探地雷达将继续发展,提 供更高精度和更先进的地下勘测 技术。
《探地雷达培训》PPT课 件
在这个《探地雷达培训》PPT课件中,将为您介绍探地雷达的基本原理、工 作机制以及在地质勘测中的重要性。此外,我们还将探讨探地雷达技术的历 史和发展,不同类型的设备及其规格,以及在建筑和土木工程中的应用。
基本原理与工作机制
1
电磁波发射
探地雷达通过发射电磁波进入地下,探测不同物质的反射和吸收情况。

第三讲(地质雷达)

第三讲(地质雷达)
地质雷达由发射部分和接收部分组成。 地质雷达由发射部分和接收部分组成。发射部分由 发射部分 组成 产生高频脉冲波的发射机和向外辐射电磁波的天线(Tx) 产生高频脉冲波的发射机和向外辐射电磁波的天线 组成。通过发射天线电磁波以 ° 组成。通过发射天线电磁波以60°~90°的波束角向地 ° 下发射电磁波,电磁波在传播途中遇到电性分界面产生 下发射电磁波, 反射。反射波被设置在某一固定位置的接收天线( 反射。反射波被设置在某一固定位置的接收天线(Rx )接收,与此同时接收天线还接收到沿岩层表层传播的 接收, 直达波, 直达波,反射波和直达波同时被接收机记录或在终端将 两种显示出来。 两种显示出来。
100MHz
200MHz
400MHz
2009.10
中国矿业大学。 中国矿业大学。地球探测与信息技术
2.1
SIR雷达介绍 SIR雷达介绍
900MHz
1200MHz
2009.10
中国矿业大学。 中国矿业大学。地球探测与信息技术
2.1
SIR雷达介绍 SIR雷达介绍
2009.10
中国矿业大学。 中国矿业大学。地球探测与信息技术
2009.10
中国矿业大学。 中国矿业大学。地球探测与信息技术
2.1
SIR雷达介绍 SIR雷达介绍
SIR-20高速高精度多通道透视雷达 高速高精度多通道透视雷达
SIR-3000便携式透地雷达 便携式透地雷达
2009.10
中国矿业大学。 中国矿业大学。地球探测与信息技术
2.1
SIR雷达介绍 SIR雷达介绍
2009.10
中国矿业大学。 中国矿业大学。地球探测与信息技术
对地下雷达探测目标的解释,离不开必要的地 质理论和地质工程知识,更确切地说,探测地下 目标的雷达系统应称为“地质雷达系统 ”(Geologic radar system)。

地质雷达课程设计

地质雷达课程设计

地质雷达课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解地质雷达的工作原理,掌握其构造和操作方法。

2. 学生能够运用地质雷达进行地下结构探测,识别常见地质体的雷达图像特征。

3. 学生能够掌握地质雷达数据处理和分析的基本方法,解释探测结果。

技能目标:1. 学生能够操作地质雷达设备,进行实际探测并获取有效数据。

2. 学生能够运用专业软件对地质雷达数据进行处理和分析,绘制雷达图像。

3. 学生能够通过实际案例,分析地质雷达在工程地质、灾害防治等领域中的应用。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对地质学及探测技术的兴趣,提高科学探究精神。

2. 学生认识到地质雷达在国民经济建设和国土资源保护中的重要作用,增强社会责任感和使命感。

3. 学生通过合作学习,培养团队协作能力和沟通能力,提高解决问题的信心。

课程性质:本课程为地质学相关专业的实践课程,结合理论知识,培养学生的实际操作能力和地质雷达探测技能。

学生特点:学生具备一定的地质学基础知识,对探测技术有一定了解,但实际操作经验不足。

教学要求:结合学生特点,注重实践操作,强化理论知识与实际应用的结合,提高学生的综合能力。

通过本课程的学习,使学生能够独立完成地质雷达的探测任务,为今后的工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 地质雷达原理与构造- 地质雷达的基本原理- 地质雷达的构造与功能- 地质雷达的类型及适用场景2. 地质雷达操作与探测- 地质雷达设备的操作方法- 地质雷达探测数据的获取与记录- 探测现场的设备布局与安全防护3. 雷达数据处理与分析- 地质雷达数据处理的基本流程- 雷达图像的识别与解读- 地质雷达探测成果的编制与评价4. 地质雷达应用案例- 地质雷达在工程地质中的应用- 地质雷达在灾害防治领域的应用- 地质雷达在其他领域的拓展应用5. 实践教学与操作演练- 实地操作地质雷达设备进行探测- 雷达数据处理与分析软件的使用- 实践报告的撰写与成果交流教学内容安排与进度:第一周:地质雷达原理与构造学习第二周:地质雷达操作与探测方法学习第三周:雷达数据处理与分析方法学习第四周:地质雷达应用案例分析与讨论第五周:实践教学与操作演练教材关联:教学内容与《地质勘探技术》教材中第四章“地质雷达探测技术”相关章节紧密关联,确保教学内容的科学性和系统性。

雷达岗位技术培训教材分解

雷达岗位技术培训教材分解

SIR-2系统操作
1 启动:先连好天线,在按电源开关,系统自检; 2 启动进入参数设置状态:按左移键 进入手动或个人设置状态,按右移键 进 入自 动设置状态;手动状态系统自动调入最近使用的设置参数,自动设置状态显示所有 设置文件供你选择。用左、右、上、下移动键移动光标到所选设置文件,按回车键 确认,系统将所选设置调入系统,并自动进入采集设置菜单状态。该状态下系统将 从天线采 集数据并显示 在屏幕上部,但不存盘。 3 SIR-2系统有4种工作模式,分别是采集设置模式(COLLECT SETUP),回放设置 模式(PLAYBACK SETUP),资料采集模式(DATA COLLECT),资料回放模式 (DATA PLAYBACK)。四种模式间的转换是通过功能转换键和状态转换键来切换 的。
主采单游逸关系
采集设置模式< ========= ====== ====== >回放设置模式
|| ===>\\ COLLECT/PLAYBACK键 //<====|| || \\ ====>> ———— <<=====// ||
RUN/STANDBY
键 ||== ==>// COLLECT/PLAYBACK \\<==== || 资料采集模式< ========= ====== ====== >资料回放模式
10个操作键,彩色实时VGA液晶显示器,5个接头,3个指示灯; 10个操作键功能: 1 电源开关(POWER ):内含电源红绿指示灯。按一次开,再按一次关。绿灯亮电源正 常,绿灯闪示电压低,红灯亮电源低停机; 2 帮助开关(HELP):在任何菜单项下,按HELP键,系统提供帮助; 3打印开关(PRINT):连机打印屏幕内容。打印机先于主机打开; 4功能转换键(COLLECT/PLAYBACK):在采集、回放模式和系统参数屏幕之间转换; 5回车确认键(ENTER):确认参数改变,在第1、2栏中移动改变参数状态; 6上下左右移动键(THE ARROW DLAMOND):在命令栏中移动光标,此外在最后栏 中改变参数值; 7状态改变键(RUN/STANDBY):工作状态递进功能,不同工作模式下,作用不同。 (1)在采集模式下(COLLECT DATA ),按该键即开始采集,在按一次为暂停,再 按一次继续采集;长按2秒钟采集结束,记录关闭,再开始记录是新的文件。 (2)在回放模式下(PLAYBACK),按此键对选重文件开始回放,再按为暂停; 暂停状态再按恢复回放。 8 写盘指示灯:仪器右上角,采集数据写盘时闪烁。 5个接头标记与功能: BATTERY—电源接头,接12V电瓶;ANTENNA—天线接头,接信号大线; PARALLEL—并行口,接打印机,连机传数据; MULTIFUNCTION—多功能头,接适配电缆,外接键盘;XMIT—备用头;

地质勘探培训计划

地质勘探培训计划

地质勘探培训计划地质勘探是一项对专业知识和技能要求极高的工作,为了提高地质勘探人员的业务水平和工作能力,特制定本培训计划。

一、培训目标1、使学员掌握地质勘探的基本理论和方法,包括地质学、矿物学、岩石学、地层学等基础知识。

2、提升学员的野外实地勘探技能,如地质剖面测量、样品采集、地质填图等。

3、培养学员运用先进仪器设备进行地质勘探的能力,如地质雷达、GPS 定位仪、全站仪等。

4、增强学员对地质数据的处理和分析能力,能够准确解读地质资料并撰写地质报告。

二、培训对象从事或即将从事地质勘探工作的人员,包括新入职员工、在职员工以及有意愿提升地质勘探技能的相关人员。

三、培训内容1、地质基础知识(1)地质学概论:地球的结构、地质作用、地质年代等。

(2)矿物学:常见矿物的特征、鉴定方法。

(3)岩石学:三大类岩石的分类、特征及成因。

(4)地层学:地层的划分与对比方法。

2、野外实地勘探技能(1)地质剖面测量:测量方法、数据记录与处理。

(2)样品采集:采集方法、样品标记与保存。

(3)地质填图:填图方法、规范与技巧。

3、仪器设备使用(1)地质雷达:原理、操作方法与数据解读。

(2)GPS 定位仪:定位与导航功能的使用。

(3)全站仪:测量与绘图功能的应用。

4、地质数据处理与分析(1)地质数据的整理与录入。

(2)运用专业软件进行数据分析,如 MapGIS、Surfer 等。

(3)地质报告的撰写规范与要点。

四、培训方式1、理论授课邀请资深地质专家和学者进行课堂讲授,通过 PPT、视频等多媒体手段辅助教学,使学员系统地掌握地质勘探的理论知识。

2、实践操作在野外实习基地和实验室进行实地操作培训,让学员亲自动手进行地质剖面测量、样品采集、仪器设备使用等实践活动,提高实际操作能力。

3、案例分析选取典型的地质勘探项目案例,组织学员进行分析讨论,学习成功经验和解决问题的方法。

4、小组讨论将学员分成小组,针对特定的地质问题进行讨论和交流,培养学员的团队合作精神和解决问题的能力。

SIR-4000培训PPT

SIR-4000培训PPT

操作中的一些注意事项
一、设备连接 1、切忌带电组装和拆卸 任何设备。
2、电缆连接主机通道接口时,只需拧至红线处即可。
3、电缆与天线端连好后,扣好金属扣。
二、排除可以避免的现场干扰。 1、清理现场障碍 2、尽量避免手机、对讲机、汽车发动机。 3、仪器操作过程中,主机、电缆线圈尽量远离天线。电缆不打卷 沿着测线托在天线后面。
步骤: 1.专家模式 2.选择天线 3.新建项目,点 击应用后,进入 下页界面
电量/内存 /GPS信号
语言
单位
天线
GPS
主题
设置(固件不 能更改)
运行 模式
项目 名称
数据 名称
雷达 处理 输出 系统 四 大 菜 单
1.雷达
1.设置运行模式.(时间模式/距离模式/点测模式). 2.设置采样点数.(SAMPLES/SCAN:512). 3.设置扫面速度.(SCANS/SEC:40~60). 4.如果用距离模式设置SCANS/UNIT:每米扫描数. 5.如果用距离模式设置UNITS/MARK:每几米一个标记. 6.介电常数DIELECTRIC(采集数据时,可以不设置). 7.土壤类型SOIL TYPE(采集数据时,可以不设置). 8.深度(参考显示深度,不用设置,是不准的). 9.时窗(100MHz:200~500;400MHz:40~50;900MHz:15~20). 10.零点位置point mode(设置成手动manual). 11.表面百分比%(设置成0). 12.延时offset(调节延时,调出有用信号,使得首波上方留1~2ns直线). 点测模式:叠加:100 注:红色的需要设置
采样点(SAMPLES)
单道波形上的数据点个数。 时窗大,采样点多 增加采样点可以一定程度 提升竖直方向分辨率,但会 影响横向采集速度,同时也 会增加数据内存大小。 100MHz :1024、2048 200MHz :512、1024 270MHz :512 400MHz :512 900MHz NUAL,手动调整模式。 2、将SURFACE(%)设置为‘0’。 3、调节OFFSET延时,使得首波起 跳点之前预留1~2 ns。

GSSI地质雷达培训验收计划

GSSI地质雷达培训验收计划

培训计划
验收培训时间:三天。

为保证培训质量,请用户集中时间和精力参加培训。

验收培训地点:用户单位所在地。

验收培训目标:开箱验收确认仪器工作正常;用户了解仪器基本原理;利用仪器采集数据;初步掌握软件使用。

准备工作:
1.召集组织设备验收和使用人员共同到场验收培训。

2.提供室内培训场所,最好能准备投影仪,相机。

3.我公司提前将地质雷达中文操作说明书EMAIL给贵方,请参加培训的
相关人员仔细预习,以便达到更好的培训目的。

培训内容:
-仪器的原理;
-仪器的操作原理;
-仪器在各种领域的一般运用;
-仪器的硬件组装及日常维护常识;
-数据处理和解释;
-各种探测数据的处理和解释的介绍;
-典型图例的讲解。

日程安排:
以上验收培训内容和时间安排可以根据用户需求和实际情况作适当调整。

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地质雷达学习资料一.雷达理论基本要点1.1地质雷达的波组特征雷达天线发射的是子波而不是单脉冲,子波由几个震荡波形组成,占有一定的时间宽度,反射与折射波依然保持有原来子波的特点,只是幅值上有所变化。

这里将雷达子波的周期、持续时间长度和衰减比三个参量作为子波的波阻特征。

子波的频率成分与天线的主频相近,持续一个半到两个周期,后续振相略有衰减。

例如对于100MHz天线的子波,持续时间可到15-20ns,对于1GHz的天线,持续时间约2ns。

子波的波形的确定对于后期处理是非常重要的,它是小波处理的基础。

有很多方法可以获得各种频率天线的子波,最简单的方法是利用金属板反射。

将一块较大的金属板放置于地面上,发射与接受天线与金属板平行,相距为3个周期的时程,进行数据采集,即可获得子波记录。

不同类型的雷达、不同型号的天线,雷达子波的形状是不同的。

天线与介质的距离、介质的电导特性对子波的形态和特点也有一定的影响,应根据现场工作条件从记录中分离子波。

从下边的记录中也可以辨认出子波的特征。

表面反射波、内界面反射波都是近联各州其的衰减波形。

对其进行分析可以得到子波的波组特征为获得雷达探测的结果,需要对雷达记录进行处理与判读,判读是理论与实践相结合的综合分析,需要坚实的理论基础和丰富的实践经验。

雷达记录的判读也叫雷达记录的波相识别或波相分析,它是资料解释的基础。

在此首先介绍波相分析的基本要点。

1.2雷达波资料解释三要素要点1:反射波的振幅与方向从反射系数的菲涅耳(Fresnel)公式中可以看出两点,第一点,界面两侧介质的电磁学性质差异越大,反射波越强。

从反射振幅上可以判定两侧介质的性质、属性;。

第二点,波从介电常数小进入介电常数大的介质时,即从高速介质进入低速介质,从光疏进入光密介质时,反射系数为负,即反射波振幅反向。

反之,从低速进入高速介质,反射波振幅与入射波同向。

这是判定界面两侧介质性质与属性的又一条依据;如从空气中进入土层、混凝土反射振幅反向,折射波不反向。

从混凝土后边的脱空区再反射回来时,反射波不反向,结果脱空区的反射与混凝土表面的反射方向正好相反。

如果混凝土后边充满水,波从该界面反射也发生反向,与表面反射波同向,而且反射振幅较大。

混凝土中的钢筋,波速近乎为零,反射自然反向,而且反射振幅特别强。

因而,反射波的振幅和方向特征是雷达波判别最重要依据。

钢筋反射波的振幅与方向要点2:反射波的频谱特性不同介质有不同的结构特征,内部反射波的高、低频率特征明显不同,这可以作为区分不同物质界面的依据。

如混凝土与岩层相比,比较均质,没有岩石内部结构复杂,因而围岩中内反射波明显,特别是高频波丰富。

而混凝土内部反射波较少,只是有缺陷的地方有反射。

又如,表面松散土电磁性质比较均匀,反射波较弱;强风化层中矿物按深度分化布,垂向电磁参数差异较大,呈现低频大振幅连续反射;其下的新鲜基岩中呈现高频弱振幅反射,从频率特性中可清楚地将各层分开。

如围岩中的含水带也表现出低频高振幅的反射特征,易于识别。

节理带、断裂带结构破碎,内部反射和散射多,在相应走时位置表现为高频密纹反射。

但由于破碎带的散射和吸收作用,从更远的部位反射回来的后续波能量变弱,信号表现为平静区。

反射波的频谱特性要点3:反射波同向轴形态特征:雷达记录资料中,同一连续界面的反射信号形成同相轴,依据同向轴的时间、形态、强弱、方向反正等进行解释判断是地质解释最重要的基础。

同向轴的形态与埋藏的物界面的形态并非完全一致,特别是边缘的反射效应,使得边缘形态有较大的差异。

对于孤立的埋设物其反射的同向轴为向下开口的抛物线,有限平板界面反射的同向轴中部为平板,两端为半支下开口抛物线。

二、典型工程案例信号在工程勘察中,常见的不良地质现象有:断层破碎带、裂隙带、富水带、岩溶洞穴、岩性变化带等。

以下分别采用了来自不同工区的地质雷达波形图对以上几种典型地质现象与地质雷达特征图像的对应关系进行分析。

2.1 完整岩体完整岩体一般介质相对均匀,电性差异很小,没有明显的反射界面,雷达图像和波形特征通常表现为:能量团分布均匀或仅在局部存在强反射细亮条纹;电磁波能量衰减缓慢,探测距离远且规律性较强;一般形成低幅反射波组,波形均匀,无杂乱反射,自动增益梯度相对较小。

该类岩体的探测和解释精度通常比较高,其典型图像见图1。

图1 中最上面的几条水平强反射波同相轴为直达波和地表层受爆破松弛影响所致(6)。

图1 完整岩体的地质雷达特征图像(6)爆破松弛所致2.2 断层破碎带和裂隙带断层是一种破坏性地质构造,其内通常发育有破碎岩体、泥或地下水等,介质极不均匀,电性差异大,且断层两侧的岩体常有节理和褶皱发育,介质均一性差。

而裂隙带通常存在于断层影响带、岩脉以及软弱夹层内,裂隙内也有各种不同的非均匀充填物,介电差异大。

他们一般都有明显的反射界面,这就为地质雷达创造了良好的应用条件。

在断层或裂隙带,其地质雷达图像和波形特征较为相似,通常表现为断层和裂隙界面反射强烈,反射面附近振幅显著增强且变化大;能量团分布不均匀,破碎带和裂隙带内常产生绕射、散射,波形杂乱,同相轴错断,在深部甚至模糊不清;电磁波能量衰减快且规律性差,特别是高频部分衰减较快,自动增益梯度较大;一般反射波同相轴的连线为破碎带或裂隙带的位置。

其典型地质雷达特征图像如图2 和图3 所示。

图 2 断层破碎带地质雷达特征图像图 3 裂隙带的地质雷达特征图像虽然两者的雷达特征图像相似,但通过对比分析可大致把它们分辨开来:a. 断层破碎带的影响范围通常比裂隙带宽,在地质雷达图像上有较宽的异常反应。

相反的,裂隙带异常在雷达图像上一般表现为相对较窄的条带。

b. 断层破碎带的波幅变化范围通常比裂隙带大,而裂隙带的振幅一般为高幅。

c. 在相对干燥情况下,断层破碎带在地质雷达图像上同相轴的连续性不如裂隙带,它的同相轴错断更明显,其波形更加杂乱,而裂隙带在地质雷达图像上同相轴的连续性反映了裂隙面是否平直、连续。

d. 探测时可参考当地的区域地质背景资料和钻孔资料,对可能遇到的地质现象做出大致的判断,为图像解释时对这两种地质现象的分辨识别提供依据。

2.3 富水带地下水经常存在于断层带、裂隙密集带以及岩溶发育带中,含水程度和储水条件主要受构造控制。

在常见物质中,水的相对介电常数最大为80,与基岩介质相比存在明显的电性差异。

富水带地质雷达图像和波形特征一般表现为:地质雷达波在含水层表面发生强振幅反射;电磁波穿透含水层时将产生一定规律的多次强反射,在富水带内产生绕射、散射现象,并掩盖对富水带内及更深范围岩体的探测;电磁波频率由高频向低频剧烈变化,脉冲周期明显增大,电磁波能量快速衰减,能量团分布不均匀,自动增益梯度很大;因含水面通常分布连续,反射波同相轴连续性较好,波形相对较均一;从基岩到含水层是高阻抗到低阻抗介质的变化,因而反射电磁波与入射电磁波相位相反。

其典型地质雷达特征图像见图4。

2.4 岩溶洞穴岩溶洞穴一般出现在灰岩地层中,洞穴中可能为空、含水或填充其他物质,其地质雷达图像和波形特征通常表现为:岩溶洞穴在地质雷达图像上的形态特征主要取决于洞穴的形状、大小以及填充物的性质,一般表现为由许多双曲线强反射波组成;在洞穴侧壁上一般为高幅、低频、等间距的多次反射波组,特别是无填充物或充满水时反射波更强,而洞穴底界面反射则不太明显,只有当洞穴底部部分充填水或粘土、粉砂、砂砾性物质时底部反射波会有所增强,可见一组较短周期的细密弱反射;如果洞穴为空洞或充水洞则在洞体内部几乎没有反射电磁波;有充填物时电磁波能量迅速衰减,高频部分被吸收,反射的多为低频波,自动增益梯度大。

其典型地质雷达特征图像见图5。

岩溶洞穴的地质雷达图像特征比较明显,相对容易判断,一般根据当地岩体类型、水文地质资料及前期岩溶地质调查资料等,都能做出准确的解释。

以上典型地质现象与地质雷达图像和波形特征的对应关系简单总结,示于表2。

对不同地区的工程勘查,结合钻探和其它物探资料证实,利用这种地质雷达特征图像与典型地质现象的对应关系进行解释是比较准确的。

当前期地质、水文及钻探资料不健全时,借助于这种地质雷达图像判别经验和其它物探方法,也可以最大程度的减少多解性,提高解释的准确性。

图 4 富水带地质雷达特征图像图 5 岩溶洞穴的雷达特征图像破碎带(波形杂乱)含水层(基本均匀)注:以上典型图像基本出自铁道部隧道预报规范三、实际工作案例(1)翁隧道出口YK54+840掌子面进行地质雷达探测,推断掌子面前方地质情况,为隧道下一步的施工提出建议。

下图为普翁隧道YK54+840掌子面地质雷达探测成果图及其波形情况图,从雷达图像分析可见在掌子面前方15m至17米见一明显强振荡反射,且该反射信号振幅基本未衰减。

推断该隧道继续开挖将揭露一溶蚀空腔,且无任何填充物,因为空气中雷达传播速度约为围岩波速的3倍,故该溶洞轴向宽度约为6米左右且靠近隧道掌子面左半幅。

隧道继续开挖至YK54+830处揭露一空溶腔,溶腔发育段为YK54+830~YK54+825段。

图1 ZK26+903掌子面左边墙发育一溶腔,向掌子面左上方延伸图2 ZK26+903掌子面左侧距左边墙约2m处拱顶发育一结构面,充填有粘土图3老黑山隧道出口左幅ZK26+903掌子面地质雷达波形图根据雷达图像显示,ZK26+903~ZK26+893区段反射波强烈,波形相似性差,存在连续的同相轴,推断该区段岩体节理较发育,岩体整体较破碎,存在溶蚀构造,前方地下水稍发育。

据此,我方提出如表1所示围岩级别变更建议。

表1 围岩级别建议表 线位 里程长度(m )原设计 围岩级别 预报建议 围岩级别 左洞ZK26+903~ZK26+89310 III Ⅳ ZK26+893~ZK26+873 20 III III2013年10月11日至10月14日,隧道继续开挖过程中揭露ZK26+903~ZK26+893区段掌子面左侧岩体较破碎,存在溶蚀现象,局部夹泥,掌子面右侧ZK26+903~ZK26+893区段岩体较破ZK26+888~ZK26+873区段夹泥,存在溶蚀构造区段岩体较完整,呈块状结构,实际情况与我方预报情况相吻合。

2013年10月15日,老黑山隧道出口左幅掌子面开挖至ZK26+893,掌子面揭露为灰白色中风化细晶白云岩,岩质较坚硬;岩体节理较发育,多为方解石脉充填;岩体整体较完整,呈块状结构。

掌子面左侧靠边墙ZK26+895~ZK26+893区段发育一溶腔,向掌子面左上方发育,直径约1.5~3m,深度2m左右,内部有粘土充填,呈可塑~软塑状。

掌子面左侧距左边墙约2m处拱顶发育一结构面,倾角约为90°,几乎沿隧道轴线方向向掌子面前方延伸,揭露延伸长度约为4m,结构面充填有泥质,含水量较高,呈软塑~流塑状。

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