地质雷达试验

地质雷达试验
实验二地质雷达实验
实验学时：3学时
实验地点：地球物理勘查实验室
实验依据：《水文、工程物探》教学大纲
实验日期：2011年4月13日
一、实验目的
1.学习地质雷达的基本原理和基本操作方法。

2.通过对地下目标体的地质雷达探测，了解目标体异常的地质雷达剖面特征。

二、地质雷达的勘探原理
地质雷达是浅层地球物理勘探中的重要方法之一，它在浅层工程地质勘查中起着十分重要的作用。

地质雷达是利用高频电磁波束在界面上的反射探测有关目的物。

地质雷达的系统主要由四部分组成：(1)脉冲发生器，用于产生可重复的发射脉冲；(2)发射天线与接收天线，用于发射和接收电磁波；
(3)取样接收与模数转换器，用于进行模拟信号到数字的转换；(4)主控制器，用于完成信号的采集和显示过程。

发射天线和接收天线紧靠地面，发射天线发射的电磁波传入大地，电磁波在地下传播过程中遇到介质的电性分界面后便发生反射或折射，反射回地面的电磁波被接收天线所接收。

不同介质介电常数不同，形成电性界面，根据回波讯号的特征及其传播时间可判断电性界面的形态和埋深。

图4--1 地质雷达探测原理描述及异常体地质雷达图像
雷达波由发射天线发射到被接收天线接收所需要的往返时间为：
v t x z /422+=
式中，x 为发射天线与接收天线间的距离，Z 为反射界面的深度，v 为电磁波在介质中的传播速度。

由于在测量中发射天线和接收天线间的距离x 是固定的，
1 且较小，因此上式可简化为：t=2z/v ，式中电磁波传播速度εr
C V =
， c 为光速（c ≈0.33 m/ns ）；εr 为地下岩层的相对介电常数。

三、实验内容及步骤（一）实验内容
1．采用800MHz 天线和500MHz 天线在室外马路上测量，了解地下介质结构分层情况和地下管线等在雷达剖面上的形态特征。

（二）仪器
1. RAMAC X3M 型地质雷达主机；
2.800MHz 天线；
3.500MHz 天线；
4.电缆；
5.电池
（三）实验的主要步骤
(1) 选择合理的天线
天线的选择是根据要探测的异常体可能的埋深和最小尺度来确定。

如在粘土层较厚的地区，要尽可能使用100MH z 低频天线；对公路、混凝土建筑物的检测应使用500MHz 或800MHz 的高频天线。

(2) 硬件系统的连接
(3)采集参数设置
(4) 数据采集。