探地雷达在隧道岩溶普查中的应用
探地雷达技术在岩溶地区的探测应用
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科技信息
工程技术
常数，临界能量释放率，他代表材料对裂纹扩展的阻力，即断裂韧性。对
于Ⅰ型裂纹（张开型），通过弹性力学解得其尖端应力分量为：
σｘ＝
ＫＩ 姨２πｒ
ｃｏｓ θ ２
（１－ｓｉｎ θ ２
ｓｉｎ ３θ ２
）
σｙ＝
ＫＩ 姨２πｒ
根据雷达探测发现工区内存在多处异常区域，推测为地下溶洞，洞 内填充介质与外围介质电性差别明显。图 ２ 为 Ｋ ２ 测线上的一条雷达记 录，从雷达图像上可以发现测线方向 １０￣２０ｍ ，垂向深度 ８￣２０ｍ 范围内 有一反射异常，判断此处为岩溶溶蚀区域，由于雷达波同相轴基本近似 于水平，说明溶蚀区域充填较好。
ｃｏｓ θ ２
（１＋ｓｉｎ θ ２
ｓｉｎ ３θ ２
）
τｘｙ＝
ＫＩ 姨２πｒ
ｃｏｓ θ ２
（ｓｉｎ θ ２
ｃｏｓ ３θ ２
）
式中，Ｋ Ｉ 就是Ⅰ型裂纹的应力强度因子（ｓｔｒｅｓｓ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）。对于
理想的Ⅰ类裂缝，Ｋ Ｉ＝σ 姨 ａ ，式中，σ 为平均应力，ａ 为裂缝长度的一半。 需要注意的是，应力强度因子与应力集中系数（ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ）
4.结语
图 ３ Ｋ ４ 测线地质雷达剖面图
我国岩溶分布十分广泛，占全国总面积的三分之一以上，在这广大 的岩溶地区中存在着一系列与人民生活和国民经济相关的重大问题， 如农业建设、水资源的开发利用、矿坑涌水、水利水电工程建设、公路铁 路路基勘探、桥梁、厂房、高层建筑选址、地质灾害防治与环境保护、旅 游资源的综合开发等均与岩溶有关，因而了解岩溶地区的地质结构、查 清地下岩溶的分布情况，为各部门提供详细的地质勘探资料是十分必 要的。
探地雷达在隧道岩溶探测中的应用
小 的特 点 ，且有很 高 的分 辨率 ，探 测 成 果可 靠 ，能
为隧道施 工及 设计 变更 治 理提 供科 学 依 据 。本文 采 用探地 雷达对 某 隧道 岩溶 进行 探 测 ，确保 隧 道 的施
工安全 。
（ ２ ） 在完整石 灰 岩 中 ，电磁 波 的传 播表 现 为弱 反射 、弱衰减 、反射 同相 轴 一致 性 好 的特 征 ，其 频
２ ０ １ ４年第 １ 期 （ 总第 １ ７ ２期 ）
雷 达系统选定 后 ，把选 定 的 已知 参数 带人 探距
原因是分辨率的问题 ，这里主要是水平分辨率。 水平分 辨率与第一菲涅 尔带 半径 ｒ ， 有关 。
方程 中 ，便 可确定 出相应 的探测 距 离。现 在一 般 的
探地雷 达 ，根据 不 同天 线 的的 中心 频率 ，都 给 出了 相应试 验统计 得 出 的探 测 深度 。总 的规 律是 ：同一
摘
要 ：某在建 隧道地 质情 况复杂 ，开挖过 程 中，隧道底 部 出现溶 洞 ，地 下水发 育 ，已完成 的
仰拱段 可 能存在 岩溶分布 。通过 探地 雷达的探测 ，分析该 隧道段 的典型 波形 图，确定 出了该段 隧道
底部 岩溶 的分布情况 ，并通 过钻探 资料 验证 ，两者基本 一致 ，为 隧道 安全施 工提供 了保 障。
谱特征 呈现 为振 幅能 量 主要 集 中在 一个 频 率上 ，且
其值 比较 固定 。但 在 岩溶 区域 ，电磁 波 的传 播 在雷 达剖 面图像上 ，表现为强 反射 、强衰减 、多次震 荡 、 反射 同相轴发 生 绕射 、错 断 等复 杂 的 图像 特征 ，并
且振 幅能量集 中在两 个或 多 个频 率 上 ，同时 由于岩
探地雷达在探测岩溶方面的应用
探地雷达在探测岩溶方面的应用地质雷达能够利用高频电波、脉冲技术对地下介质进行有效的探测。
由于我国各个地区地层分布存在一定的差异性，且岩溶地区分布广泛具有极大的不确定性，盲目的工程开展会威胁工作人员的生命安全和生产损失。
探地雷达作为地下异常情况的探测手段之一，在岩溶地区探测中有着重要的作用。
文章对探地雷达的工作原理进行了分析，并结合工程实例进行了分析，以对探地雷达在岩溶探测方面的应用进行论述。
标签：探地雷达；岩溶地区；技术应用一、地质雷达工作原理地质雷达是应用高频脉冲电磁波探测隐蔽介质的分布，向被測物发射高频宽带短脉冲电磁波，当电磁波遇到不同介电特性的介质就会有部分返回，接收反射波并记录反射的时间。
根据接收到波的旅行时间（双程走时）、幅度频率与波形变化资料，可以推断介质内部结构以及目标体的深度、形状等特征参数（图1）。
脉冲波走时：式中：x值在剖面探测中是固定的，v值（mns-1）可以利用现成数据或测定获得，由上式可得目标体的深度值Z（m）。
当发射和接收天线沿物体表面逐点同步移动时，就能得到其内部介质剖面图像。
图2是地质雷达检测混凝土质量的原理和记录示意图。
记录图像中呈弧状的同相轴为混凝土缺陷对电磁波的反射所引起。
地质雷达基本参数如下：（1）电磁脉冲波旅行时间式中：Z—勘查目标体的埋深；x—发射、接收天线的距离（式中因Z>x，故x可忽略）；V—电磁波在介质中的传播速度。
（2）电磁波在介质中的传播速度式中：C—电磁波在真空中的传播速度（0.29979m/ns）；—介质的相对介电常数，—介质的相对磁导率（一般）（3）电磁波的反射系数电磁波在介质传播过程中，当遇到相对介电常数明显变化的地质现象时，电磁波将产生反射及透射现象，其反射和透射能量的分配主要与异常变化界面的电磁波反射系数有关：式中：r —界面电磁波反射系数；—第一层介质的相对介电常数；—第二层介质的相对介电常数。
二、实例分析2.1 工程概况某单位拟在河堤旁新建一条城市道路，因该地区为岩溶发育地区，且临近河流，溶蚀作用较强，地质情况复杂。
地质雷达在隧道仰拱岩溶探测中的应用
地质雷达在隧道仰拱岩溶探测中的应用【摘要】地质雷达是一种高效的地质探测技术，在隧道仰拱岩溶探测中发挥着重要作用。
本文首先介绍了地质雷达的原理，然后详细探讨了其在岩溶地质环境下和隧道工程中的应用。
地质雷达在仰拱岩溶探测中具有明显优势，能够准确快速地探测出地下岩溶构造，为隧道工程的规划和设计提供重要信息支持。
随着地质雷达技术的不断发展，其在隧道工程中的前景十分广阔。
地质雷达在隧道仰拱岩溶探测中的应用十分重要，并且在未来有着巨大的发展潜力。
【关键词】地质雷达、隧道、仰拱岩溶、探测、应用、原理、优势、技术发展、总结、前景展望1. 引言1.1 地质雷达在隧道仰拱岩溶探测中的应用在隧道工程中，地质雷达可以帮助工程师们快速准确地探测隧道顶部的仰拱情况，及时发现可能存在的岩溶空洞和裂缝等问题，从而有效地降低工程风险。
地质雷达还可以帮助工程师们确定隧道地质条件，选择合适的施工工艺和方案，提高施工效率，降低施工成本，保障隧道工程的安全性和可靠性。
地质雷达在隧道仰拱岩溶探测中的应用具有很大的潜力和优势，为隧道工程的设计和施工提供了重要的技术支持。
随着地质雷达技术的不断发展和完善，相信其在隧道工程中的应用将会越来越广泛，为隧道工程的发展带来更多的机遇和挑战。
2. 正文2.1 地质雷达原理介绍地质雷达是一种利用电磁波进行地下探测的技术，其原理是通过发射电磁波并记录其在地下所反射、折射、透射和散射的情况，从而获取地下物质的信息。
地质雷达的工作原理可以简单分为发射、接收和信号处理三个步骤。
首先是发射阶段，地质雷达会向地下发射一定频率的电磁波，这些电磁波会在不同介质之间发生反射、折射和散射，形成不同的波形。
其次是接收阶段，地质雷达接收地下介质反射回来的电磁波信号，并记录下这些信号的强度、极化状态和到达时间，以及相位等信息。
最后是信号处理阶段，地质雷达通过对接收到的信号进行处理和分析，可以获取地下介质的特征信息，如地层界面、裂隙、孔隙和其他地质体的存在情况。
探地雷达在岩溶地区隧道地质超前预报的应用分析
探地雷达在岩溶地区隧道地质超前预报的应用分析摘要：本文通过对岩溶地区公路隧道工程探地雷达超前预报探测工作实例，介绍探地雷达技术在岩溶地区隧道地质超前预报探测岩溶、断层、破碎带等不良地质的应用分析。
关键词：喀斯特地貌隧道地质超前预报应用分析1、前言地质雷达在公路隧道工程中的应用日益广泛，对不良地质条件及时准确的预报，不仅可以提前采取相应的措施以提高隧道施工的工作效率，还可以确保施工的安全进行；地质雷达是一种快速便捷、对施工影响较小的超前跟踪探测技术，是目前分辨率最高的地球物理方法，但其预报距离短，且易受洞内机器管线的干扰，目前多用于岩溶洞穴、富水带和破碎带的探测预报，它对不良地质条件有较好的探测结果。
2、工作原理地质雷达是利用超高频窄脉冲电磁波探测介质分布的一种地球物理勘探方法，其工作原理是发射天线向隧道掌子面前方发射电磁波信号（106～109Hz）,在电磁波向掌子面前方传播的过程中，当遇到电性差异的目标体（如空洞、裂隙、岩溶等）时，电磁波便发生反射，由接受天线接收反射波。
在对地质雷达数据进行处理和分析的基础上，根据雷达波形、电磁场强度、振幅和双程走时等参数便可推断掌子面前方的地质构造。
目标体到掌子面的距离（为电磁波的双程走时，ns；为电磁波的传播速度，cm/ns）。
介质中电磁波的传播速度，（为电磁波在空气中的传播速度，30cm/ns；为介质相对介电常数，对空气为1，对水为81，对石灰岩为6～7，对花岗岩为4～9），实际上，电磁波在介质界面产生反射就是因为两侧介质的介电常数不同，差异越大反射信号越强烈，反之反射信号越差。
3、测量方法采用瑞典MALA地质雷达（RAMAC/GPR）CUⅡ主机，100MHz屏蔽天线,探测深度约30m，主要设置参数为：采用点测的方式进行探测，天线采样间距0.1m,记录时间、叠加次数和采样频率根据现场掌子面围岩实际情况做适当调整。
测线布置按照面向掌子面方向，天线由左至右移动，布置两条测线。
探地雷达在岩溶探测中的应用
探地雷达在岩溶探测中的应用邓居智,莫撼,刘庆成(华东地质学院资源与环境工程系,江西抚州 344000)摘要:利用探地雷达在芜湖———宣城高速公路上进行岩溶探测,通过分析雷达图像圈定了该区的岩溶发育位置,且雷达探测结果与钻探验证结果非常吻合。
关键词:探地雷达;高速公路;岩溶;位置中图分类号:P631.3 文献标识码:A 文章编号:1000Ο8918(2001)06Ο0474Ο03芜湖———宣城高速公路K46+800至K47+100段位于古泉啤酒厂西侧,为平缓丘陵坡地,基岩为二叠系石灰岩,其路基在用推土机推开上覆植被后有几处出现塌陷。
为查明发生塌陷的原因,进行了探地雷达勘察,以了解该路段范围内二叠系灰岩中的溶蚀裂隙的发育情况,从而为进一步的治理提供依据。
1 探地雷达工作原理探地雷达(ground penetrating radar ,简称GPR )方法是一种用于确定地下介质分布的广谱(兆赫至吉赫)电磁波技术。
探地雷达利用一个天线发射高频率宽频带短脉冲电磁波,另一个天线接收来自地下介质界面的反射波。
电磁波在介质中传播时,其路径、电磁波强度与波形将随所通过的介质及几何形态而变化。
因此,根据接收到的波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度与波形等资料,可探测地下介质的结构、构造和反射界面的深度。
2 工作方法和技术[1]工区表层是第四系砂粘土,厚4～8m ,基岩为二叠系灰岩,有岩溶发育。
由于盖层较薄,因此必须查明该区15m 以上灰岩中岩溶发育情况并采取治理措施。
我们使用SIR Ο2型探地雷达。
根据具体情况确定了相应的参数。
天线中心频率f 可由空间分辨率Δx 及相对介电常数εr 由公式f =150Δx εr 计算,取Δx =1m ,εr =4,得f =75MHz ,故选定SIR Ο2中的80MHz 天线。
时窗W 由最大探测深度d max 和介质中的雷达波速v 确定:W ≥2.6d max v,取d max =15m ,雷达波速v =0.11～0.12m/ns ,确定取W =400ns 。
浅谈探地雷达技术在岩溶地质勘探中的应用
并使用单点 量测 方法 ， 线路 中线位 置布置纵 向测线 ， 沿 测点 间 距 为 １ ， 选 用 ５点 增 益 、 通 滤 波 形 式 进 行 探 测 。 且 ｍ 全 ３２ 室 内数 据 处 理 ＿ 探地雷达所 接收到 的信 号是通 过模 数 转换 处理后 送 到计 算机 ， 必须 再经过增 益恢复 、 波、 滤 反褶积 、 小波 变换 等一 系列 的处理后 ， 形成最终 的雷达探测 图像 ， 供地质 异常解释使用。一 般情 况下 ， 使用增 益恢复 ， 可以使得大地 滤波信 号得 以恢复或
２ 探地 雷 达工 作原 理
探地 雷达是利 用高频 电磁脉 冲波的反射来 探测 目标体 的， 它通 过发射 天线 向地 下或 目标体 发射高频 宽频带短 脉冲 电磁 波 ， 过地下地 层界面 或 目标体 的表面反 射后 返 回地 面 ， 经 为接
收 天 线所 接 收 。电磁 波在 介质 中传 播 时 ， 路 径 、 其 电磁 场 强 度 与 波 形 将 随 所 通 过 的 介质 电磁 性 质 及 目标 体 的 几 何 形 态 变 化 而 变化 。
征和岩溶 地质异 常信 息。根据 钻探 资料所揭示 的地 层 分布 特 征 ，初步估算该 线路覆盖 层的 电磁 波平均速度 一般 为 ００ ． ６～
００ ｍ／ｓ 下伏 灰 岩 电磁 波 平 均 速 度 一 般 为 ００ ～ ． ｍ／ｓ ．９ ｎ ， ．８ ０１ ｎ 。 ２ 在考虑雷达 波的穿透能力和接收 回波有效性 的前提 下 ， 用探 使 地 雷达 ， 挂 接 １ Ｏ Ｈ 加 强 天 线 时 ， 定 探 测 窗 口为 ５ ０ ｓ 在 ＯＭ ｚ 设 ５ｎ，
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专 勘 、 与试 术 栏Ｉ 察 绘 测 技 测
浅谈探地雷达技术在岩溶地质勘探 中的应用
浅谈探地雷达在岩溶隧道地质预报的应用
浅谈探地雷达在岩溶隧道地质预报的应用隧道超前地质预报是利用钻探以及各种现代物探等手段，探测隧道开挖面前方的地质情况，力图在施工前掌握前方的岩土体结构、性质、状态以及地下水、瓦斯等的赋存情况、地应力情况等地质信息，为进一步的施工提供指导，以避免施工及运营过程中发生涌水、瓦斯突出、岩爆、大变形等等地质灾害，保证施工的安全和顺利进行。
特别是岩溶发育地区的山岭隧道，因为隧道前方岩溶分布情况，极大地影响到施工安全和施工进度，所以超前地质预报的地位更为显著，在探明前方地质概况后，可以事先做好相应施工准备，避免岩溶酿灾，同时还能确保经济、快速施工。
1 探地雷达原理简介探地雷达是地球物理探测手段的一种，其地球物理前提是待测目标的物理性质和周边介质存在差异，这里所说的物理性质主要是介质的介电性质，探地雷达的工作原理可以表述为：主机控制发射天线向目标体发射电磁波，电磁波在目标介质中传播，当遇到电性分界面的时候，电磁波被反射回来，地质雷达接收天线接收反射回来的电磁波，并传回主机记录。
主机记录到的电磁波在能量、波形、波相、传播时间等都会根据介质的物理性质的不同而变化，通过识别这些变化就能推测出介质中的界面位置、形态等信息。
原理图如图1所示。
在隧道短距离超前地质预报中，探地雷达具有分辨率高、操作简单、检测时间短、对正常施工影响小、具备实时数据处理功能等优势，因而深得人心。
2 探地雷达数据处理步骤探地雷达原始数据的好坏直接影响后期处理乃至地质解释等环节，因此，清晰、真实、高信噪比的原始数据是一切解释工作的前提。
为此，在测量过程中需要严格做到如下三点：（1）对可能对探测带来干扰的干扰源进行处理，如台车、交流电线等，不能进行处理的要详细记录其所处的位置及形态等，以便在探测结果中能正确识别；（2）雷达天线要与掌子面围岩密切贴合，采用连续测量时，天线移动速度要尽可能均匀，并在掌子面及数据体中对应打标记。
若掌子面平整度差，需采用点测，则要注意天线每次移动的距离不应过大，以保证横向采样能充分覆盖探测目标；（3）测试结束后要回放数据，对数据进行预判，对于存在疑虑的异常点，可重复测量，验证一致性，同时判断是否是现场干扰。
探地雷达在岩溶地区勘察中的应用
ｔｃ ｎ ｌ ｇ ｅｓ ｒ ｅ ｆＫａｓ ｓｓｕ ｉｄ． ｅＧＰ ｔｃ ｎ ｑ ｅａ ｄｉ ｒ ｉｇｐ ｎ ｉ ｌ ｒ ｔｏ ｕ ｅ Ｃｏ ｂｎ ｄｗｉ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙｉ ｔ ｕ ｖ ｙ ｏ ｒｔ ｔ ｄｅ Ｔｈ Ｒ ｈ ｉｕ ｎ ｓｗｏ ｋ ｎ ｒ ｃｐｅａｅｉ ｒ ｄ ｃ ｄ． ｍ ｉ ｅ ｔ ｔ ｎ ｈ ｉ ｅ ｔ ｉ ｎ ｈ ｈ ｅ ａ ｐ ｅｏ ｅＫａ ｓ ｒ ｓ ｅ ｔｎ ，ｈ ｅ ｔｒ ｓｏ ａ ａ ｖ ｅｄｄ ｓｒｂ ｔ ｎｐ ｏ ｕ ｅ ｙＫ ａｓ ｓａ ａｙ ｅ ， ｎ ｅＫａ ｓ ｘ ｍ ｌ ｆｔ ｒ ｔ ｏ ｐ ｃｉ ｇ ｔ ｅｆａｕ ｅ ｆ ｄ ｒｗａ ｅｆ ｌ ｉｔ ｕ ｉ ｒ ｄ ｃ ｄｂ ｒｔ ｎ ｌ ｚ ｄ ａ ｄｔ ｒ ｔ ｈ ｐ ｒ ｉ ｉ ｏ ｉ ｈ ｃ ｖ ｒ ｎ ａ ｔｒ ａ ｇ ｅｄ ｔｃｅ ｙＧＰＲ ｃ ｎｉｕ ． ｒｆｅ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｈ ａ ｅ ｎａ ｄｆ ｃｕ ｅｒ ｎ ｅａ ｅｅ ｔｄｂ ｒ ｒ ｔ ｈ ｑ ｅ Ｖｅ ｉ ｄｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｔ ａ ｅＧＰＲ ｃ ｎｑ ｅｉ ｆｅ ｔｖ ｅｅ ｔ ｅ ｉ ｓ ｔ ｔ ｈ ｉｕ ｅ ｃｉ ｅｔ ｄ ｔｃ ｅ ｓ ｏ
ｈｇ ｅ ｕ ｎ ｙ ｓ ｏｔｐ ｌｅｏ ｄ ｅ ｕ ｎ ｙｂ ｎ ｎ ａ ｌｎ ｅ ｈｎｃ ｌ ｙｏ ｉ ｈｒ ｔ． ｅＫａｓｓｄ ｓｒｂ ｔ ｄ ｌ ｉｈ ｆ ｑ ｅ ｃ ， ｈ ｒ ｕ ｓ ｆｗｉ ｅｆ ｑ ｅ ｃ ａ ｄａ ｄ ｓ ｍｐ ｉ ｇｔｃ ｉａｉ ｆｈ ｇ ａｅ Ｔｈ ｒｔ ｉｔｉ ｕ ｅｗｉｅｙ ｉ ｒ ｒ ｔ ｎ ＧｕＺｏ ｒ ｖ ｎ ｅ ａ ｄｕ ｄ ｒ ｒ ｕ ｄｋａ ｓｓｃ ｖ ｒ ｓｍ ｅ ａ ｅｃ ｎ ｔｕｃｉｎｓａ ｄ ｌ ｅｏ ｅ ｐｅ ｓ ｒｏ ｓｙ． ｒ ｕ ｈ ａ ｌｚｎ ｉ ｕ ｐ ｏ ｉ ｃ ， ｎ ｎ ｅ ｇ ｏ ｎ ｒ ｔ ａ ｅ ｎ ｎ ｃ ｏ ｓｒ ｔ ｏ ｎ ｉ ｆ ｏ ｌ ｅ ｉ ｕ ｌ Ｔｈ ｏ ｇ ｎｙｙ ｉｇ ｆ ｐ
浅谈探地雷达法和地震映像法在隧底岩溶探测中的应用
浅谈探地雷达法和地震映像法在隧底岩溶探测中的应用[摘要]由于隧道岩溶地段施工环境复杂，有的岩溶在施工中就被开挖发现，有的却处于隐伏状态。
因此施工中必须对已开挖和隐伏岩溶进行处理。
对于已发现的隧底岩溶，处理好坏情况必须进行必要的探测，以判断是否到达设计要求。
同时必须探明岩溶处理未达到设计要求地段的岩溶位置和空间规模，为进一步处理提供探测资料。
对于隐伏的隧底岩溶，必须探明岩溶发育位置和规模，以指导施工处理。
因此对隧底岩溶探测资料的可靠性和精确度的要求非常高，单一的探测方法可能无法同时满足探测深度和精度的要求。
本文针对探地雷达法和地震映像法，将二者的原理进行阐释，同时，以某工程中隧底岩溶和裂隙带的探测为例。
说明二者在隧底岩溶探测中的综合应用。
[关键词]隧底岩溶探地雷达法地震映像法0 引言对于现代工程质量要求的提高和施工环境的复杂，单一的物探方法已经不能满足隧道工程对隧底岩溶探测的高要求。
使用两种或两种以上的综合物探方法，能够减少单一物探方法的探测资料多解性和探测深度局限性，同时将每种探测方法的优点进行互补和探测结果相互印证，以使提供的资料更为可靠真实，为施工提供更精确的数据，指导工程施工，提高施工进度。
本文在对探地雷达法和地震映像法两种探测方法进行阐述后，以实际工程为例，论证探地雷达法和地震映像法在隧底岩溶探测中综合应用的可靠性。
1 两种地质探测法的介绍1.1 探地雷达法探地雷达法是使用探地雷达利用高频电磁波来探测地底介质的分布规律的探测方法，具有分辨率高、无损勘察、操作简便、图像直观的有点，在衬砌检测和隧道超前预报等方面有着广泛应用。
1.1.1 探地雷达法的发展探地雷达法的雏形应用是在1904年，德国人用电磁波信号探测远距离的地面上的金属体，二十年之后，德国人提出了用电磁波技术来探查地下的目标体的理念，同时还提出了电池波会在介电常数不同的介质的界面上发生电磁波反射的说法，这个说法也成为了探地雷达理论研究的基础，到二十世纪七十年代以后，数据处理技术大力发展起来，仪器的信噪比也有了极大的提高，电子技术以及现代信息处理技术等因素的共同作用下，探地雷达技术得到了飞速的提高，实现了地下浅层的目标探查，其探查范围也是在逐渐增大，同时其应用也在朝着多方面发展，土木工程、地质调查、环境监测、狂插勘查等都有应用，电子工程和地球物理学科领域的进一步拓展、分析软件的不断更新都带给了探地雷达技术新的发展空间。
地质雷达法在岩溶洞穴中的应用
地质雷达法在岩溶洞穴中的应用摘要：本文首先简要介绍探地雷达的基本原理、探地雷达技术的发展过程。
文章重点综述探地雷达技术在国内岩土工程勘察、岩溶勘察等众多领域的应用现状，并在工程实例中应用及开展深入研究的工作。
关键词：探地雷达，电磁波，岩溶洞穴1、前言探地雷达（GroundPenetratingRadar，GPR）又称透地雷达，地质雷达，是用频率介于106-109Hz的无线电波来确定地下介质分布的一种无损探测方法。
探地雷达方法是通过发射天线向地下发射高频电磁波，通过接收天线接收反射回地面的电磁波，电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射，根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。
探地雷达理论虽然早在上世纪初就提出，但真正开展应用研究是在上世纪70年代以后，随着电子技术和现代数据处理技术的应用发展，探地雷达技术应用已从冰层、岩层等弱耗介质扩展到土层、煤层、岩层等有耗介质。
其应用领域迅速扩大，现在已在岩土工程勘察、水文地质勘察、工程质量检测、地下埋藏物探测、塌陷和岩溶勘察、矿产资源勘探和考古等众多领域得到广泛应用。
2、地质雷达探测工作原理及技术指标电磁波反射法探测即地质雷达探测，地质雷达法是利用介质对电磁波的反射特性，对介质内部的构造和缺陷（或其他不均匀体）进行探测的方法。
地质雷达探测主要用于岩溶探测，亦可用于断层破碎带、软弱夹层等不均匀地质体的探测。
探测体与周围介质之间应存在明显介电常数差异，电磁波反射信号明显。
探测体具有足以被探测的规模，探测体的厚度大于探测天线有效波长的1/4，探测体宽度或相邻被探测体可以分辨的最小间距大于探测天线有效波第一菲尼尔带半径。
避开高导屏蔽层或大范围的金属构件。
地质雷达探测仪器技术指标系统增益：160dB；发射脉冲重复频率可达到128kHz；时间窗：2～5000ns，可选；A/D模数转换：16位；采样率：128、256、512、1024或2048样点/扫描，可选；扫描速率：8～128扫描/秒，可选；波形叠加次数：1～4096次，可选；水平距离标记：手动或测量轮自动标记具有信号叠加、实时滤波、时窗、增益、点测和连续测量。
探地雷达在高速公路隧道岩溶探测中的应用研究
探地雷达在高速公路隧道岩溶探测中的应用研究随着交通运输的发展，高速公路建设日益重要。
然而，隧道在岩溶地质条件下的建设却面临着许多挑战，如地下水和溶洞等地质问题。
为了确保隧道的安全运行，探地雷达作为一种非侵入式的地质探测技术被广泛应用于高速公路隧道岩溶探测中。
本文将探讨探地雷达在高速公路隧道岩溶探测中的应用研究。
首先，探地雷达是一种利用电磁波与地下介质相互作用进行地质勘探的技术。
它能够通过发送电磁波并接收反射信号来确定地下的物质类型、结构和特性。
这使得探地雷达成为一种非侵入式的地质勘探技术，无需对地下进行破坏性的采样或钻探。
在高速公路隧道岩溶探测中，探地雷达可以应用于以下几个方面。
首先，探地雷达可以用于地下水渗透的研究。
在高速公路隧道的建设中，地下水是一个重要的考虑因素。
如果地下水渗透过大，会对隧道的稳定性和安全性产生负面影响。
利用探地雷达可以确定地下水体的分布和流动方向，从而帮助规划者和工程师采取相应的防护措施。
其次，探地雷达可以用于溶洞的探测。
在岩溶地质条件下，溶洞是一种常见的地下空腔。
若高速公路隧道建设中穿越了溶洞，可能会导致隧道塌陷和地面塌陷等严重问题。
利用探地雷达可以对地下空腔进行三维成像，帮助工程师评估隧道建设的风险，并制定相应的工程方案。
此外，探地雷达还可以用于地质层的识别和辨识。
隧道建设需要对地质层进行详细的研究和分析。
利用探地雷达可以确定地下岩层和土层的分布及性质，为隧道的建设和防护提供重要的参考依据。
在探地雷达在高速公路隧道岩溶探测中的应用研究中，还有一些需要注意的问题。
首先，探地雷达信号的解释和分析需要具有丰富的经验和专业知识。
只有对电磁波与地下介质相互作用的物理原理和特点有充分的理解，才能准确地解释探测结果和提供可靠的建议。
其次，探地雷达的数据处理和成像需要借助先进的计算机技术。
现代探地雷达技术产生的数据量巨大，需要采用高效的算法和软件来处理和分析。
只有这样，才能从海量的数据中提取出有效的信息。
地质雷达在隧道仰拱岩溶探测中的应用
地质雷达在隧道仰拱岩溶探测中的应用【摘要】地质雷达技术在隧道仰拱岩溶探测中发挥着重要作用。
本文通过对地质雷达技术的概述和隧道仰拱岩溶探测的重要性进行介绍，探讨了地质雷达在隧道仰拱岩溶监测中的原理、应用案例、与传统方法的对比分析、优势以及发展趋势。
地质雷达的高精度、实时性和非破坏性特点使其在隧道工程中具有重要价值，能够提高岩溶地质灾害的预警能力，保障隧道施工和运营安全。
随着技术不断发展，地质雷达在隧道建设中的应用前景更为广阔，将为隧道工程带来更多创新和发展机遇。
地质雷达技术对于隧道工程具有重要意义，对隧道仰拱岩溶探测的价值和应用前景值得深入探讨。
【关键词】地质雷达技术、隧道仰拱岩溶探测、原理、应用案例、对比分析、优势、发展趋势、价值、意义、应用前景。
1. 引言1.1 地质雷达技术的概述地质雷达技术是一种通过测量地下介质对雷达电磁波的反射和传播特性来研究地下构造和岩体性质的高新技术手段。
地质雷达技术可以快速、准确地获取地下岩层的信息，包括岩石的类型、分布、倾向、裂隙情况等，为隧道工程勘察和设计提供了有效的工具和数据支持。
地质雷达技术基于雷达波在地下介质中的传播原理，通过发射电磁波并接收反射波，分析波形的时间、距离和振幅等特征来获取地下构造信息。
地质雷达可以对地下介质进行快速扫描，实现对地下岩体结构和性质的非破坏性探测，具有较高的分辨率和探测深度。
地质雷达技术在隧道工程中的应用越来越广泛，成为隧道勘察和设计中不可或缺的重要手段。
它不仅能够提高勘察效率和准确性，还能降低勘察成本和风险，为隧道建设提供可靠的数据支持。
随着技术的不断进步和应用范围的扩大，地质雷达技术将在隧道工程中发挥更加重要的作用。
1.2 隧道仰拱岩溶探测的重要性隧道仰拱岩溶探测的重要性是隧道建设中不可忽视的关键环节。
岩溶是地下水溶解岩石形成的地质溶洞，一旦隧道穿过岩溶地质区域，岩溶溶洞的存在将对隧道的稳定性和安全性产生重大影响。
岩溶地质区域具有不规则的地下空洞和裂隙，如果在施工过程中没有进行有效的预警和监测，隧道在岩溶地质区域可能会发生坍塌、沉陷等严重事故，造成人员伤亡和财产损失。
雷达检测技术在混凝土隧道地质检测中的应用
交通科技与管理37技术与应用0 引言隧道施工环境复杂，隐蔽工程数量多，易对施工质量造成不良影响。
应用无损检测技术能够及时掌握隧道的实际情况，以便采取针对性的处理措施，保证施工安全。
无损检测技术的应用优势在于可帮助施工人员明确工程地质、结构等方面的真实情况，动态化调整施工方案，建设高品质的隧道工程。
1 探地雷达的原理探地雷达又被称为地质雷达，简称GPR，是一种利用电磁波进行地质勘探的方法，其基本工作原理如下：探地雷达发出的电磁波具有比较宽的频谱，在对地下介质进行探测的过程中，需要将天线与地面贴近，由发射机发出电磁波并传入大地中。
当电磁波在地下遇到不同的介质后，会产生反射或是透射，接收机会对反射回来的电磁波进行接收，并以图形资料的形式进行显示，从而判别目标的特性。
2 无损检测技术的应用意义随着科学技术的发展，无损检测技术成为工程质量检测领域的主流方法，在隧道工程中取得广泛应用，其在获得高精度检测数据的同时，还可有效保护隧道结构，解决了传统检测技术安全隐患多、结构受损的问题，是隧道工程质量分析工作中的重要技术支撑。
随着隧道工程建设规模的扩大，无损检测技术的应用水平逐步提高，能够采集到准确的隧道结构信息，工程建设人员可根据检测数据判断隧道结构的质量情况，进而采取针对性的处理措施，从源头上消除质量问题，以免因处理不到位而对后续施工及隧道的安全运营造成不良影响。
地质雷达法和超声回弹综合法是较为常用的隧道无损检测方法，本文重点对上述两种方法展开分析。
3 雷达检测技术在混凝土隧道地质检测中的应用3.1 探地雷达隧道检测数据采集情况研究该探针有一个频率更高的天线，该天线又具有更高的频率、更高的深度和更低的分辨率。
为此，隧道检测过程应结合检测使用适当的频率相关天线，例如b.一个sir-30e探针显微镜和一个路人，通常在现场数据采集过程中为参数采集模式、窗口、增量和大小、滤波器等进行配置。
在实际数据采集之前，距离测量是根据波长进行的，距离自动检测是通过900 MHz天线进行的，第二个400 MHz天线使用，并设置为距离测量模式。
探地雷达在滑坡和岩溶地区探测中的应用
探地雷达在滑坡和岩溶地区探测中的应用的报告，800字
探地雷达是一种利用微波来检测地球表面地质结构的仪器，可广泛应用于滑坡和岩溶地区探测工作中。
本文将对这种仪器在上述两类地区探测中的主要应用进行简要介绍。
首先，探地雷达在滑坡地区的监测方面能够发挥出巨大的作用。
它可以帮助技术人员深入地研究滑坡体的各个细节，比如滑坡体内部的地质结构、开裂程度以及水位等等。
另外，还能帮助技术人员清楚地观察滑坡后留下的痕迹，以及滑坡发生过程中地壳的位移情况。
此外，探地雷达还能在岩溶地区进行地质勘查。
它可以精确地测量岩溶洞穴的尺寸、深度和位置，还能观测岩溶洞穴内部的地质结构及开裂程度，从而为岩溶灾害的预测及防治提供宝贵的信息。
最后，探地雷达还可以在滑坡和岩溶地区的抽水危险性分析方面发挥重要作用。
它可以清楚地观测地表下深层的空洞位置、大小和分布特点，帮助技术人员分析出区域抽水风险水平，为抽水行为提供可信的数据支持。
综上所述，探地雷达在滑坡和岩溶地区的探测中发挥了重要作用，对改善区域地质环境、促进地质勘查业务、降低灾害风险以及减少死亡人数等方面均有着良好的成效。
因此，探地雷达必将继续在滑坡和岩溶地区探测中发挥重要作用，并为上述类型的地质灾害提供可靠的数据支持。
地质雷达在宜万铁路隧底岩溶探测中的应用
３Ｔ程实例 ３ ． １数据采集方案 本 次Ｔ作使用美 国产 的 ＳＲ ２ 型地 质雷 Ｉ－０ 图 ４宜 万铁 路 某 隧道 ＋ １叶 ２ １ ２４ ３ 段 达， 选用 １０Ｍ ｚ ０ Ｈ 屏蔽天线 ， 采样点数 ５ ２ ， １点 隧底右线测线雷达图像 窗 口 间 ５０ ｓ 时 ０ｎ，采集方式为连续 自由采集 ， 探 ４ 结论 测沿隧道线路 中心及左 右共布置 了 ３ 条测线。 地质雷达与常规的钻探工作相 比，地质 雷 ３ ． ２数据处理流程 达在探测 岩溶方 面有其他物探 方法无法 比 的 拟 采集得到的原始数据一般要进行信号处理 优势 ， 它是一种 高效 、 观 、 无破坏性 、 直 连续 分辨 以达到提 高信 噪比的 目的 ， 具体流 程如图 ２ 所 率高 的物探方法 ， 提供 的资料 网件为连续 的平 面和剖面形 态 ， 对溶洞 的分布范 围 、 埋深 、 小 大 ３ 探测结果分析 ． ３ 及连通情况一 目了然 ， 为实现勘察手段 的现代 岩溶与其周围的介 质存 在着较明显的物性 化提供 ｒ 之有效 的科 学途径 ，对于在 岩溶 区 行 差异 ，尤其是溶洞 内的充填物 与可溶性 岩层 之 隧道 的探测 领域具 有强大 的生命 力和广 阔的应 间存在 的物性差异更 明湿。这些充填物一 般是 用前景 。 存地质雷达探测前 ， 首先应进行常规 的 碎 土 、 水和空气等 ， 这些介质与可溶性岩 层本 工程地质调查 ，了 解场地 的地形地貌 、 地质构 身 由于介 电常数不 同形成 电性界 面。无疑探 测 造 、 岩溶发育情况等 ， 有条件时可适 当布置少量 ｝这个界面 的情况 ， Ｊ ； 也就知道 了岩溶 的位置 、 范 控制性 的钻孔 ，最好事先能 了解各种 目 标体 的 围、 深度等内容。当有岩溶发育时 ， 反射波 波幅 地质雷达 图像特征 ， 使其后 的地质雷达探测成 和反射波组将随溶洞形态 的变化横 向上呈现 出 果 的解释更为 确 可靠。 定 的变化 。一般溶洞 的反射 波为低 幅 、 高频 、 参 考 文 献 细密波型 ， 但当溶洞 中充填风化碎石或有水 时 ， …李 大心 ， 地 雷达方 法及应 用『 ， 质 出版 探 Ｍ１ 地 局部雷达反射波可变强 。溶蚀程度弱 的石灰 岩 社 ． ９ ４ １９． 的雷达反射波组 为高频 、 幅细 密波； 低 素填土 的 曾昭发 ， 刘四新 ， 王者 江， 地 雷达方法原理 探 雷达反射波特征为低幅高频短波长 ，同相轴较 及应 用 ， 学出版社 ， ０ 科 ２ ６ ０ 连续； 杂填土 中的雷达反射 波具 有强幅低频 ， 同 『李越兴， 明， 震反射 渡法在宜万铁路岩 ３ １ 曹哲 地 相轴不连续的特点 。 电磁波在地下介质 中传播 ， 溶探 查 中的应用 ， 工程地球物理学报册， ０７ ２０． ４ 其能量将 冈介质 的吸收而损耗 ，特别是在高 电 【储 冬冬 ， 东健 ， 磊 ， 地雷达在震后水利 ４ 】 郑 张 探 工程 病 险探 测 中 的应 用 ，人 民黄 河『， Ｊ １
探地雷达在隧道岩溶普查中的应用
探地雷达在隧道岩溶普查中的应用杨耀;羊春华;曾国【摘要】通过在广西岩溶地区实测的岩溶地区典型雷达剖面,介绍了探地雷达在查明隧道岩溶性质及空间发育形态上所取得的实际效果,提出了在实际应用中需要注意施工环境和旁侧影响的问题.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2010(034)003【总页数】5页(P410-414)【关键词】探地雷达;隧道岩溶普查;岩溶地质灾害【作者】杨耀;羊春华;曾国【作者单位】湖南省地球物理地球化学勘查院,湖南,长沙,410002;湖南省地球物理地球化学勘查院,湖南,长沙,410002;中南大学,信息物理工程学院,湖南,长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】P631在岩溶地区隧道施工作业期间，岩溶地质灾害(地面不均匀沉降、裂缝、崩塌等)造成的施工人员伤亡和巨大经济损失，越来越受到参建单位的重视，快速准确地查明隧道洞身的岩溶性质及空间发育形态成了施工必要环节。
岩溶地质问题中对施工安全威胁最大的为半充填或全充填溶洞，其充填物为砂质黏土、水或空气，与围岩的地球物理性质差异较大，具备了良好的地球物理前提条件。
探地雷达又称地质雷达(GPR)，其本质是利用物性差异来解决地质问题的一种勘查方法。
近年来其应用范围越来越广，技术越来越成熟。
该方法具有快速、无损、简便、经济的特点，且有很高的分辨率，探测成果可靠，能够为隧道施工及设计变更治理提供科学依据。
笔者在广西岩溶地区应用探地雷达做了大量的隧道岩溶普查工作，获取了丰富的第一手资料，现结合其中的部分成功实例说明其应用效果。
现场采用瑞典MALA地球科学公司生产的RAMAC/GPR CUII通用探地雷达，考虑到隧道内正在施工作业，存在金属干扰、机具干扰、电缆干扰，侧壁干扰等诸多干扰信号，选用中心频率100 MHz屏蔽天线进行采集，首先在硬件上压制住部分干扰信号，改善采集质量。
屏蔽类型的天线意味着能量只沿一个方向发射，除了从接收天线的底部方向接收信号外，对其他各个方向的辐射都不敏感。
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物 探 与 化 探
Ｇ Ｅ Ｏ Ｐ Ｈ Ｙ Ｓ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ＆Ｇ Ｅ Ｏ Ｃ Ｈ Ｅ Ｍ Ｉ Ｃ Ａ ＬＥ Ｘ Ｐ Ｌ Ｏ Ｒ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ４ ， Ｎ ｏ ． ３ Ｊ ｕ ｎ ． ， ２ ０ １ ０
探地雷达在隧道岩溶普查中的应用
４ 结语
大量实例证明， 在隧道岩溶普查工作中采用探 地雷达技术能较好地完成任务和达到预期目的。但 由于工作人员素质参差不齐， 在使用过程中可能会 忽视一些客观因素， 从而造成雷达应用效果未能达 到理想， 引起旁人对这种方法技术的怀疑。这里主
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物 探 与 化 探
部探矿工程， ２ ０ ０ ５ ， １ ０ ４ （ １ ） ： ９ １ ．
振幅能量主要集中在一个频率上且其值较固定。在 岩溶区域， 电磁波的传播在雷达剖面图像上呈现强 反射， 强衰减， 多次震荡， 反射同相轴发生绕射、 错断 等复杂的图像特征， 振幅能量集中在了 ２个或多个 频率上， 且由于岩溶性质的不一样其频率会发生变 化。从这些复杂的雷达剖面图像特征中提取岩溶地 质信息（ 如岩溶区域的大小、 深度、 产状、 充填物性 质等） ， 就需要根据雷达信号的振幅、 频率、 相位、 速 度等众多属性参数分析， 并结合现场揭露的地质情 况进行解释。下面给出几幅实测的岩溶地区典型雷 达剖面。 ２ ． １ 空溶洞 空洞内一般存在空气或在洞壁上附有少量的泥 水混合物， 相对介电常数为 １ ， 而完整石灰岩的相对 １ ６ ， 两者之间存在着较明显的物性 介电常数为 ７～ 差异， 电磁波遇到这两种介质的接触面时能产生反 射信号。球状异常的反射信号在雷达剖面图像上能 产生双曲线绕射弧的图像特征， 频谱特征反映了能 量主要集中在 ３个频率上（ 图４ ） 。
＋ １ ５ ６ （ 图５ ）
＋ １ １ ５ （ 图８ ）
３ 验证结果
为了验证探地雷达成果解释的正确性， 在图 ４ 中的 ＋ ６ ７ ４处、 图 ５中的 ＋ １ ５ ６处、 图 ８中的 ＋ １ １ ５ 处均布置了钻孔验证， 验证结果详见表 １ 。
要说明两种容易忽略的情况。 （ １ ） 施工环境。探地雷达的使用对客观环境要 求相当苛刻， 隧道内的金属、 机具、 电缆、 侧壁、 工业 电磁信号等对雷达有效信号均有强弱不等的干扰， 因此， 在隧道内使用探地雷达应尽量避免在充满上 述几种干扰时进行数据采集， 而对于无法避免的干 扰则要对其在雷达剖面图像上引起的异常有清醒的 认识， 避免误判。 （ ２ ） 旁侧影响。在雷达使用过程中， 当发现有 一些明显的地质异常却钻探不到时， 人们往往会不 再复查而直接把异常归咎为干扰， 这样做就有可能 把真异常给漏掉。因为雷达与其他物探方法一样，
２ 成果解释
隧道内表面为裸露石灰岩， 介质均匀， 电导性 差， 应用探地雷达具有良好的地球物理前提条件。 在完整石灰岩中， 电磁波的传播呈现弱反射、 弱衰 减、 反射同相轴一致性好的特征， 其频谱特征表现为
图４ 空溶洞的探地雷达图像（ 左） 及频谱特征（ 右）
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物 探 与 化 探
图１ 屏蔽与非屏蔽天线的对比示意
采样频率（ ｆ ） 由尼奎斯特（ Ｎ ｙ ｑ ｕ ｉ ｓ ｔ ） 采样定律控 制， 工作中一般选取天线中心频率的 ６～ １ ０倍， 是影 响垂直分辨率的主要参数， 可由采样间隔时间 Δ ｔ ＝ １０ ０ ０ ／ ｆ 来调试（ ｔ ／ ｎ ｓ ， ｆ ／ Ｍ Ｈ ｚ ） 。 Δ Ｗ） 的设定跟目标层深度有关， Ｗ＝ 时间窗口（ （ １ ． ３～ ２ ）× ２ ｄ ｖ ， 其中， ｖ 为电磁波速度， ｄ 为最 ｍ ａ ｘ／ ｍ ａ ｘ 大探测深度。 探地雷达技术在隧道岩溶普查中的成功应用除 了高质量的原始采集数据外， 还有一项必不可少的 环节— — —数据处理。在现场数据采集的过程中， 或 多或少会受到环境干扰， 给资料解释工作带来麻烦。 为了实现压制干扰、 突出异常的最终目的， 除了前面 提到的选用屏蔽天线进行硬件压制外， 还要经过一 系列处理。通过多个隧道的实践， 在隧道岩溶普查 中一般采用如图 ２所示流程进行常规处理。 在整个处理过程中， 为了给地质异常体准确定 性， 需要灵活应用分析处理技术， 如速度拾取， 提取 瞬时振幅、 相位、 频率， 频谱分析等。在隧道洞身狭 窄的空间中， 通过双曲线拟合换算的电磁波速度， 可
度要小很多； 频谱特征显示能量主要集中在多个频 率上（ 图５ ） 。 ２ ． ３ 溶蚀破碎带 溶蚀破碎带一般伴随着空气、 泥水混合物， 与完 整石灰岩之间存在着明显的相对介电常数差异。溶 蚀破碎带在雷达剖面图像上表现为多层反射同相 轴， 受带状界面起伏形态影响， 同相轴起伏较大， 强
图５ 含泥夹层的探地雷达图像（ 左） 及频谱特征岩溶地质灾害 （ 地面不均匀沉降、 裂缝、 崩塌等） 造成的施工人员 伤亡和巨大经济损失， 越来越受到参建单位的重视， 快速准确地查明隧道洞身的岩溶性质及空间发育形 态成了施工必要环节。岩溶地质问题中对施工安全 威胁最大的为半充填或全充填溶洞， 其充填物为砂 质黏土、 水或空气， 与围岩的地球物理性质差异较 大， 具备了良好的地球物理前提条件。探地雷达又 称地质雷达（ Ｇ Ｐ Ｒ ） ， 其本质是利用物性差异来解决 地质问题的一种勘查方法。近年来其应用范围越来 越广， 技术越来越成熟。该方法具有快速、 无损、 简 便、 经济的特点， 且有很高的分辨率， 探测成果可靠， 能够为隧道施工及设计变更治理提供科学依据。 笔者在广西岩溶地区应用探地雷达做了大量的 隧道岩溶普查工作， 获取了丰富的第一手资料， 现结 合其中的部分成功实例说明其应用效果。
图６ 溶蚀破碎带的探地雷达图像（ 左） 及频谱特征（ 右）
图７ 溶腔壁的探地雷达图像（ 左） 及频谱特征（ 右）
３期
杨耀等： 探地雷达在隧道岩溶普查中的应用
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振幅， 反射同相轴局部错动， 并在部分溶蚀处发生多 ） 。频谱特 次绕射， 但比球状异常的幅度要小（ 图６ 征显示能量集中在多个频率上， 频率较高。 根据雷达剖面及频谱图像特征， 推测在隧道底 部＋ ７ ８ ０～＋ ８ ７ ０段 １ ０～ ２ ０ｍ深度范围内发育有溶 蚀破碎带。 ２ ． ４ 溶腔壁 与空溶洞类似。对于超大型溶洞来说， 异常在 雷达剖面图像上的反射同相轴线性连续， 并有闭合 趋势（ 图７ ） 。
［ ３ ］ 王国群． 不同成因地裂缝探地雷达图像特征［ Ｊ ］ ． 物探与化探， ２ ０ ０ ９ ， ３ ３ （ ３ ） ： ３ ４ ５ ． ［ ４ ］ 杨成林， 陈宁生， 施蕾蕾． 探地雷达在赵子秀山滑坡裂缝探测 中的应用［ Ｊ ］ ． 物探与化探， ２ ０ ０ ８ ， ３ ２ （ ６ ） ： ２ ２ ０ ． ［ ５ ］ 吴宝杰， 都彤宇， 姜贤斌． 探地雷达在路基病害检测中的应用 ［ Ｊ ］ ．市政技术， ２ ０ ０ ８ ， ２ ６ （ ５ ） ： ４ ２ １ ． ［ ６ ］ 向铭， 陈永明． 地质雷达在探测灰岩溶洞裂隙中的应用［ Ｊ ］ ． 西 部探矿工程， ２ ０ ０ ４ ， １ ０ ３ （ １ ２ ） ： １ ５ ５ ． ［ ７ ］ 兰樟松， 张虎生， 张炎孙， 等． 浅谈地质雷达在工程勘察中的干 Ｊ ］ ． 物探与化探， ２ ０ ０ ０ ， ２ ４ （ ５ ） ： ３ ８ ７ ． 扰因素及图像特征［
３ ４卷
也存在着一个有效探测区域（ 也叫雷达“ 足印” ） ， 在 这个有效区域的任何一个位置存在异常， 都能在雷 达剖面图像上产生反射信号， 分析时一般将雷达剖 面图像上的异常正投影在测线位置加以解释。像这 样影响到技术人员正确解释的现象， 称之为“ 旁侧 影响” 。 参考文献：
［ １ ］ 李大心． 探地雷达方法与应用［ Ｍ］ ． 北京： 地质出版社， １ ９ ９ ４ ． ［ ２ ］ 夏照华， 李晓峰． 地质雷达在探测地下溶洞中的应用［ Ｊ ］ ．西
２ ． ５ 充填溶洞 溶洞内全部为流塑状泥砂混合物， 与周边完整 石灰岩存在明显物性差异。异常在雷达剖面图像上 的反射同相轴呈现双曲线特征， 并产生多次反射波， 频率明显降低， 振幅增强， 能量快速衰减， 频谱特征 可见能量主要集中在多个频率上（ 图８ ） ， 主频在 ９ ０ 之间变化， 表明充填物性质复杂。对于孤 ～ １ １ ０Ｈ ｚ 立异常体， 无论多大， 只要测线能完全跨过， 在雷达 剖面特征上都会呈现双曲线特征， 能否发生多次反 射还要看充填物的空隙度及含水性影响。
收稿日期： ２ ０ ０ ９－ ０ ２－ ２ ３
３期
杨耀等： 探地雷达在隧道岩溶普查中的应用
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图２ 探地雷达数据常规处理流程
图３ 探地雷达频谱特征
以清晰地剔除来自空气中的干扰； 通过频谱分析及 工程经验推测异常性质（ 图３ ） ； 通过提取“ 三瞬” 突 出物性差异。这些技术的使用在适当的时候均能取 得不错的效果。 对异常形态准确定量的关键是正确的时—深转 换， 即准确的电磁波速度。速度的求取方法如下： ① 利用地层参数计算； ②由已知深度的目标标定； ③用 双曲线拟合； ④ 用宽角法确定； ⑤ 利用反射系数确 定。在工程实践中， 主要用第 ②、 ③ 种相结合的方 式， 综合判定速度。其中双曲线拟合能较好地计算 出异常体上覆地层的层速度， 在暂时无法准确获取 已知目标时， 常采用双曲线拟合的方法初步判定介 质速度。
３ ４卷
２ ． ２ 含泥夹层 泥质物的相对介电常数为 ９～ ２ ３ ， 而完整石灰 岩的相对介电常数为 ７～ １ ６ ， 两者之间存在着一定 的物性差异， 当这种差异较明显时， 电磁波遇到这两 种介质的接触面能产生反射信号。异常在雷达剖面 图像上呈现反射同相轴连续、 主频下降的图像特征， 在部分空隙处还能发生绕射， 但比起球状异常来幅
杨耀１， 羊春华１， 曾国２
（ １ ． 湖南省地球物理地球化学勘查院， 湖南 长沙 ４ １ ０ ０ ０ ２ ；２ ． 中南大学 信息物理工程学院， 湖南 长沙 ４ １ ０ ０ ８ ３ ）
摘 要：通过在广西岩溶地区实测的岩溶地区典型雷达剖面， 介绍了探地雷达在查明隧道岩溶性质及空间发育形态 上所取得的实际效果， 提出了在实际应用中需要注意施工环境和旁侧影响的问题。 关键词：探地雷达； 隧道岩溶普查； 岩溶地质灾害 中图分类号：Ｐ ６ ３ １ 文献标识码：Ａ 文章编号： １ ０ ０ ０－ ８ ９ １ ８ （ ２ ０ １ ０ ） ０ ３－ ０ ４ １ ０－ ０ ５