地质雷达在水利水电勘察中的应用.pdfVIP

加单位、放在地质、勘查、测绘 地质雷达在水利水电勘察中的应用 冉文波 贵州中水建设管理股份有限公司 2011 9 6019230 2011 9 6019230 99《城市建设》合同号：66001199223300 业务员：杨娅 摘 要：地质雷达是一种具有高精度、高效率的地球物理新技术，近年来在工程地质领域得到了越来越广 泛的应用。本文将简要的介绍地质雷达的基本原理和方法，机器在溶洞、断层、破碎带检测中的应用。 关键词：地质雷达 介电常数 溶洞 断层 破碎带 塌陷区 脱空 不密实 近年来，随着我国水利水电开发事业的蓬勃发展，对水利水电勘察精度的要求越来越 高。贵州省地处喀斯特强发育地区，地质条件复杂，常规的工程物探方法（如电法勘探、浅 层地震勘探等）由于受到各种因素的制约，在使用范围和精度等方面越来越无法满足工程地 质勘察的要求。地质雷达作为一种具有高精度、高效率的地球物理新技术，在一定程度上可 弥补这方面的不足。 1 1 11 地质雷达的工作原理和方法 地质雷达是一种用于确定地下介质 发射器 接收器 分布的广谱（兆赫至吉赫）电磁波技术，它 利用一个天线发射高频率宽频带短脉冲电 磁波，另一个天线接收来至地下介质界面的 反射波。电磁波在地下介质中传播时，其路 界面1 径、电磁场强度与波形将随通过介质的电磁 特征及几何形态而变化。因此，根据接收到 波的旅行时（双程时）、幅度与波形等资料， 界面2 可探测介质的结构、构造与埋设物体的深度 及其规模。雷达探测分辨率高，适用于中浅 层高分辨率探测，探测深度0-50m，高频天 线（浅表）分辨率可达几毫米。 界面3 所采用仪器为美国地球物理探测公司 图1 地质雷达工作原理示意图 生产的SIR20型地质雷达仪器。地质雷达探测工作方法有连测和点测两种方式,为提高数据 的信噪比,一般采用32次数据叠加技术，仪器使用的参数根据现场试验结果确定。 2 2 22 原始资料解释 2.1 2.1 22..11 求取目标体深度 资料处理是在微机上完成的，处理流程为：数据传输到计算机⇒建立坐标系⇒形成雷达 输入数据⇒RADAN 软件反演⇒雷达解释图。 计算机反演计算目的体的深度公式如下： R =A /A=（ ε1-1）/（ ε1+1） （1） 0 0 式中：A 为起始发射脉冲振幅 A 为第一层介质界面反射回来的讯号振幅 0 ε1为第一层介质的介电常数 由式（1）可算出第一层介质的介电常数，即 ε1=[（1+R ）/（1-R ）]2 （2） 0 0 由此可算出雷达波在第一层介质中的传播速度 V =C/ ε1 （3） 1 式中C 为电磁波在真空中的传播速度，即光速，为0.3m/ns 由雷达数据读出第一层目的体的双程反射时t ，就可计算出第一层目的体的深度，即 1 h =t V /2 （4） 1 1 1 2