地质雷达培训

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《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。

地质雷达培训

地质雷达培训

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。

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)。

地质雷达培训考试题答案

地质雷达培训考试题答案

瑞典MALA雷达培训考试题答案(满分150分)1、采样频率、采样点、时窗长度三者之间的关系是T=S/f 。

(5分)2、250MHz天线和800MHz天线800MHz天线的分辨率高;叠加次数通常应设置为8 次。

(5分)3、250MHz天线和800MHz天线各自的采样频率应该设置为3000~3500MHz和10000~12000MHz。

(10分)4、在雷达中,最常用的时间单位是微秒(us)和纳秒(ns);与秒(s)的关系分别是1s=106 us和1s= 109 ns 。

(10分)5、电磁波在混凝土中的传播速度约为0.10~0.11m/ns;在水中的传播速度为0.033m/ns;在混凝土中,大概20 ns代表1米的探深;电磁波在土壤中的传播速度比在混凝土中的速度低(高还是低)。

(10分)6、如果需要探测一根埋在土壤(波速约0.08m/ns)中、管顶埋深约3m,管径为1m,内部为充满污水的水泥管,若想看到管底,那么应该选择250MHz的天线,窗口至少应该设置为约150ns。

(10分)7、Reflex后处理软件处理雷达数据时最常用的滤波有如下6种:试着将其按常用顺序排列①-- ②-- ③-- ④-- ⑤-- ⑥。

(10分)①Static—Correction—move starttime:(静校正/移动开始时间)去除开始时间②1D-Filter—subtract-DC-shift:去直流漂移③Gain—energy decay:能量衰减④2D-Filter—background removal:背景去除⑤1D-Filter—bandpassbutterworth:巴特沃斯带通滤波⑥2D-Filter—runing average:滑动平均8、在1D-Filter—bandpassbutterworth中,250MHz天线滤波参数的经验值lower cutoff为100MHz,upper cutoff为300MHz;800MHz天线滤波参数的经验值lower cutoff为350MHz,upper cutoff为1000MHz;(10分)9、仪器硬件连接实际操作,采集软件GroundVision2实际操作。

地质雷达培训证书

地质雷达培训证书

地质雷达培训证书地质雷达是一种用于勘探地下构造和岩层信息的现代地球物理勘探技术。

通过发送雷达波束到地下,地质雷达可以测量地下的电磁波反射和散射,进而获取地下的岩层结构、含水层、矿产资源等重要信息。

随着现代科技的不断发展,地质雷达已经成为地质勘探领域的一项重要技术。

地质雷达培训证书是通过参加培训课程和合格考试,取得的专业证明。

持有地质雷达培训证书的人员具备熟练操作地质雷达设备的能力,并且能够准确解读地质雷达数据,为地质勘探工作提供专业的支持。

地质雷达培训课程主要包括以下内容:1. 地质雷达基础知识:包括地质雷达原理、雷达波束特性、电磁波传播特性等基础知识。

学员需要了解地质雷达的工作原理,明确地质雷达可以探测的目标和探测深度范围。

2. 地质雷达测量方法:包括选取合适的雷达参数、雷达设备设置、数据采集和处理等操作技巧。

学员需要熟悉地质雷达设备的使用方法,能够快速、准确地完成地质雷达测量任务。

3. 地质雷达数据解释与分析:通过对采集到的地质雷达数据进行解释与分析,可以获取地下岩层结构和地质构造信息。

学员需要学会识别地质雷达数据中的反射和散射信号,并能够将其与实际地质情况相对应。

4. 地质雷达应用案例:通过介绍地质雷达在各个领域的应用案例,学员可以了解地质雷达在工程勘察、矿产勘探、地下水资源评价等方面的实际应用效果。

学员需要掌握如何将地质雷达技术应用于实际项目中,提高勘探效率和准确度。

地质雷达培训证书具有以下指导意义:1. 提高专业水平:持有地质雷达培训证书的人员已经通过专业培训和考试,具备了熟练操作地质雷达设备和解读地质雷达数据的能力。

这将有助于提高个人在地质勘探领域的专业水平,为科学研究和工程实践提供支持。

2. 增加就业竞争力:地质雷达培训证书是一份权威的专业证明,能够证明持有人具备相应的技术能力。

在求职或职业晋升时,持有地质雷达培训证书将为个人增加竞争力,提高就业机会。

3. 推动技术发展:通过地质雷达培训,可以让更多的人了解和掌握地质雷达技术。

探地雷达培训课件

探地雷达培训课件

数据处理与图像解析
数据处理
对接收到的原始数据进行滤波、放大 、去噪等处理,以提取有用的信息。
图像解析
将处理后的数据转换为可视化的图像 ,以便于分析和解释。
03
探地雷达设备与操作
探地雷达的硬件组成
发射器
产生高频电磁波并发送到地下。
接收器
接收反射回来的电磁波。
控制器
控制发射器和接收器的操作,以及数据处理和显 示。
地下管线探测
探地雷达可以准确探测地下管线位置和深度,为城市规划和管线维护提供重要信 息。
探地雷达在环境监测中的应用
土壤污染监测
探地雷达可以检测土壤中的污染物分布和深度,评估环境污染程度和影响,为污染治理提供依据。
地下水污染监测
利用探地雷达可监测地下水水位、流动方向和速度,同时可检测地下水中的污染物种类和浓度,为水 资源保护和水污染治理提供科学数据。
提高测量精度的方法
采用高频率电磁波
高频率电磁波具有更高的穿透力 和分辨率,能够提高测量精度。
优化接收器设计
通过改进接收器的设计,提高其 灵敏度和选择性,能够更好地接
收信号,降低误差。
采取抗干扰措施
采用屏蔽、滤波等技术,减少周 围环境对测量过程的干扰,提高
测量精度。
探地雷达的性能优化
优化软件算法
通过改进软件算法,提高数据处理速度和准确性,能够提高探地 雷达的性能。
振幅测量法
通过测量反射回来的电磁 波振幅来推断物体的性质 。
相位测量法
通过测量反射回来的电磁 波相位来推断物体的性质 。
04
探地雷达应用实例
探地雷达在考古领域的应用
考古探测
利用探地雷达的高分辨率和穿透能力,考古学家可以探测地下文物和遗址,了 解古代文明的历史和文化。

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。

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。
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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+893 10III Ⅳ ZK26+893~ZK26+87320 III III 2013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。

ZK26+903~ZK26+893区段岩体较破碎,夹泥ZK26+888~ZK26+873区段夹泥,存在溶蚀构造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.掌子面潮湿,地下水稍发育.掌子面照片如图4、图5所示.图4 ZK26+893掌子面左边墙(ZK26+895~ZK26+893区段)溶腔图5 ZK26+893掌子面左侧距左边墙约2m处拱顶发育一结构面鉴于掌子面揭露情况,我方决定增加预报频次,于2013年10月15日对老黑山隧道出口左幅ZK26+893掌子面前方30m进行了超前地质预报,雷达图像如图6所示.图6老黑山隧道出口左幅ZK26+893掌子面地质雷达波形图综合两次雷达图像进行分析,推断ZK26+893掌子面前方区段岩体整体较破碎,存在溶蚀构造,掌子面揭露溶洞与裂隙有贯通趋势,前方地下水稍发育。

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