地质雷达原理及应用
地质雷达检测原理及应用
1.5 地质雷达探测系统的组成
从左到右从上到下依次为： SIR-20主机、电缆、400M 天线、电池和充电器、打标 器、测距轮
1.6 地质雷达天线分类
空气耦合天线：主要用于道 路路面检测（具有快速便捷 的特点，但受到的干扰较 大）；
地面耦合天线：主要用于地 质构造检测，检测深度较深 （地面耦合天线能够减少天 线与地面间其他因素的干扰， 检测效果较为准确）
2.2 现场检测工作 2.2.1 仪器设备启动与参数设置 ① 连接主机与电源和天线 ② 打开主机电脑，进入采集软件 ③ 采集方式：时间模式time（也称为连续测量、自由测量）、距离模式
distance（也称为测距轮控制测量、距离测量）、点测模式point ④ 采集关键参数 （1）频率：发射天线的中心频率越高，则分辨率越高，
与探空雷达一样，探地雷达利用超高频电磁波的反射来探测目标体，根 据接收到的反射波的旅行时间、幅度与波形资料，推断地下介质的结构与分 布。
1.2 地质雷达的工作频段
1~100MHz, 低频，地质探测1-30米 100~1000MHz，中频，构造结构探测，2米 1000~5000MHz，高频, 浅表结构体探测， 50厘米
反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差越大，反射 信号越强
（7世界中粒子呈无序排列的 状态，当外界电磁波穿透该 物质时，微观世界中的粒子 就会成定向排列状态，此时 会形成一个电容板，对外界 穿过的电磁波形成一定的阻 碍作用，而每种物质粒子的 排列规律不同，形成电容板 时阻碍外界电磁波穿过的能 力不同，因此各种物质的介 电常数也不同
（9）在“表格”窗口中点“剖面”选项，设置起始里程，如果里程向右减小，选中 “区域减量”。
三、地质雷达典型缺陷图形判定
如何利用地质雷达进行地下岩层探测和地质勘察
如何利用地质雷达进行地下岩层探测和地质勘察地质雷达是一种重要的地下探测工具，它能够通过发送高频电磁波并接收返回的信号来测量地下岩层的性质和结构。
利用地质雷达进行地质勘察，能够帮助我们了解地下岩层的分布、厚度、边界以及其中可能存在的裂隙、孔隙等特征。
本文将介绍地质雷达的工作原理、应用范围以及操作技巧，并探讨如何最大程度地利用地质雷达进行地下岩层探测和地质勘察。
首先，地质雷达的工作原理是基于电磁波在地下的传播特性。
当地质雷达向地下发送高频电磁波时，部分电磁波会被地下物体反射回来并被地质雷达接收。
通过分析接收到的信号，我们可以了解地下岩层的特征。
地质雷达的探测深度一般在数十米至数百米之间，而探测分辨率较高，可以达到数厘米至数十厘米。
地质雷达的应用范围非常广泛。
它可以用于地质勘探、勘察调查、隧道工程、地质灾害预警等方面。
例如在油田勘探中，地质雷达可以帮助勘探人员了解油层的分布和厚度，从而有助于确定油井的位置和钻探方案。
在隧道工程中，地质雷达可以探测地下岩层中的断层和裂隙，帮助隧道设计人员制定合理的地质处理措施。
在地质灾害预警方面，地质雷达可以实时监测地下水位、地表下沉等变化，提供重要的预警信息，保护人们的生命财产安全。
要想最大程度地利用地质雷达进行地下岩层探测和地质勘察，首先需要选择合适的地质雷达仪器。
市场上有多种型号、品牌的地质雷达仪器可供选择，不同的仪器具有不同的性能指标。
一般来说，仪器的探测深度、分辨率、采样频率等都是重要的考虑因素。
此外，仪器的重量、体积、易用性以及数据处理软件的功能也需要考虑。
在使用地质雷达进行实地勘探时，操作技巧也非常关键。
首先，需要选择合适的地点和时间进行探测。
例如在地质勘探中，可以选择地下岩层性质变化较为明显的区域，以提高探测效果。
在操作仪器时，需要注意避免干扰源，如金属物体、电力线等。
另外，要合理设置采样参数，如采样点间距、采样时间等，以保证数据的准确性和完整性。
操作人员也需要经过专业的培训，熟练掌握地质雷达的使用方法，以提高探测的效果和精度。
地质雷达在地下探测中的应用研究
地质雷达在地下探测中的应用研究一、引言在当今的工程建设和地质研究领域，对地下情况的准确了解至关重要。
地质雷达作为一种高效、无损的探测技术，正逐渐成为地下探测的重要手段。
它凭借其独特的工作原理和优势，为我们揭开了地下世界的神秘面纱，在诸多领域发挥着重要作用。
二、地质雷达的工作原理地质雷达是一种利用高频电磁波来探测地下介质分布的地球物理方法。
其工作原理类似于雷达系统，通过向地下发射高频电磁波脉冲，这些电磁波在遇到不同介质的界面时会发生反射和折射。
接收天线接收到反射回来的电磁波信号，并将其转换成电信号进行处理和分析。
根据电磁波在地下传播的时间、幅度和波形等特征，可以推断地下介质的分布情况，如地层结构、岩石类型、空洞、含水区域等。
三、地质雷达的系统组成地质雷达系统通常由控制单元、发射天线、接收天线、数据采集单元和处理软件等部分组成。
控制单元负责整个系统的操作和参数设置，发射天线产生并向地下发射电磁波脉冲，接收天线接收反射回来的电磁波信号，数据采集单元将接收到的信号进行数字化采集，处理软件则对采集到的数据进行处理和分析，最终生成地下介质的图像或剖面图。
四、地质雷达在地下探测中的应用领域（一）工程地质勘察在道路、桥梁、隧道等工程建设中，地质雷达可以用于探测地下的基岩面深度、覆盖层厚度、软弱夹层分布等，为工程设计和施工提供重要的地质依据。
例如，在隧道建设前，通过地质雷达探测可以提前发现隧道前方的不良地质体，如溶洞、断层、破碎带等，从而采取相应的预防措施，保障施工安全。
（二）考古勘探在考古领域，地质雷达可以帮助考古学家了解地下遗址的分布和结构，无需进行大规模的挖掘。
它可以探测到地下的古墓、城墙、沟渠等遗迹，为考古发掘提供精确的位置和范围，减少对文物的破坏。
（三）矿产勘查在矿产勘查中，地质雷达可以用于探测地下矿体的分布、形态和规模，以及矿层的厚度和品位等信息。
此外，它还可以用于监测矿山开采过程中的地下变化，预防地质灾害的发生。
地质雷达在工程地质勘察中的应用
地质雷达在工程地质勘察中的应用地质雷达是一种非侵入式的地球物理勘察技术，近年来在工程地质勘察中得到了广泛的应用。
地质雷达能够快速、准确地探测地下地质结构，帮助工程师们了解地层情况，规划建设方案，并避免潜在的地质灾害风险。
本文将详细介绍地质雷达在工程地质勘察中的应用以及其优势。
地质雷达是一种利用电磁波原理探测地下结构和岩层的技术。
它通过发射高频电磁波，并通过接收地下物体反射回来的电磁波来实现探测。
地质雷达的工作原理在很大程度上依赖于不同材料对电磁波的反射和穿透性的差异。
在工程地质勘察中，地质雷达被广泛应用于多个领域。
首先，地质雷达可以用于地下管线、电缆以及其他地下设施的检测与定位。
通过扫描地下区域，地质雷达可以快速找到地下设施的位置和深度，并避免在施工过程中对这些设施造成损害。
其次，地质雷达在岩土工程中的应用也非常广泛。
地质雷达可以帮助工程师们确定地下岩层的分布和特性，从而评估地基的坚固程度和承载能力。
这对土木工程的设计和施工来说至关重要，可以减少地质灾害的风险，提高工程的质量和安全性。
此外，地质雷达还可以用于地下洞穴和隧道的勘察。
通过地质雷达扫描，工程师们可以获取地下洞穴和隧道的详细信息，包括洞穴结构、地下水流动以及潜在的岩石崩塌风险等。
依据这些信息，工程师们可以制定相应的支护和加固方案，确保洞穴和隧道的安全性和可持续性。
在工程地质勘察中，地质雷达具有许多优势。
首先，地质雷达可以实时获取地下结构和地质信息，提供准确的数据支持。
与传统的地质勘察方法相比，地质雷达不需要进行钻探，因此可以大大节省时间和成本。
其次，地质雷达可以在不同地质环境下工作，包括坚硬的岩石、松散的土壤以及泥浆等。
这使得地质雷达成为一种非常灵活和通用的地质勘察工具。
此外，地质雷达可以提供高分辨率的地下图像。
它可以探测到地下细微的结构变化，如岩层的接触面和裂缝等，从而帮助工程师们更好地理解地下地质情况。
尽管地质雷达在工程地质勘察中具有许多优势，但也存在一些限制和挑战。
地质雷达原理及应用PPT课件
地质雷达可以在各种复杂的环 境下进行探测，如山地、河流
、城市等。
地质雷达的缺点
成本较高
地质雷达设备成本较高，对于一些小 型项目来说可能不太经济。
对操作员要求高
地质雷达的操作需要专业人员进行， 对于普通人员来说可能需要较长时间 的学习和培训。
受环境影响较大
地质雷达的探测效果受到环境因素的 影响较大，如土壤湿度、电磁噪声等。
时域和频域分析等处理。
数据处理软件还具有地图显示 功能，可将探测结果以图像形 式展示，方便用户分析和解释
。
04
地质雷达应用实例
地下管线探测
总结词
利用地质雷达的高频电磁波探测地下管线的位置和深度，提高城市规划和建设 的安全性。
详细描述
通过向地下发射高频电磁波，并接收反射回来的信号，地质雷达能够准确测定 地下管线的位置和埋深，为城市地下管线的规划、建设和维护提供重要依据。
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数据处理复杂
地质雷达获取的数据量较大，需要进 行复杂的数据处理和分析，对于数据 处理技术要求较高。
地质雷达的发展趋势
技术升级
数据处理智能化
随着科技的不断发展，地质雷达的技术也 在不断升级，未来将会有更高效、更精确 的探测技术出现。
随着人工智能技术的发展，未来地质雷达 的数据处理将更加智能化，能够自动识别 和提取地下物体的信息。
详细描述
地质雷达能够快速、准确地监测地质灾害的发生和发展，如滑坡、泥石流等，为 灾害预警和应急救援提供及时、准确的信息，有效降低灾害造成的损失。
矿产资源勘探
总结词
利用地质雷达的高分辨率探测矿产资源的分布和储量，为矿 产资源的合理开发和利用提供科学依据。
地质雷达在水利水电工程勘察中的技术应用
地质雷达在水利水电工程勘察中的技术应用本文介绍了地质雷达测试技术的基本原理和特征参数，并结合实例对地质雷达技术在水利水电工程的具体应用进行分析，分析结构供参考。
标签：地质雷达；水利工程；地质勘查1、地质雷达的工作原理利用地质雷达测试技术来勘测地下介质的组成和分布状况。
地质雷达勘测仪上有两根天线，是传送和接受信号。
一根天线进行高频率宽频带段脉冲电磁波的发射，另一根天线进行地下地质结构反射波信号的接收。
实践结果表明，电磁波在地下介质的传播形态受外界因素的影响，正是利用这一原理，可以对电磁波的往返时间、电磁波的形态、幅度等信息进行分析从而估测出该地质的各种物理性质。
雷达探测具有极高的分辨率，探测深度可达到50m，而探测效果最好的是中浅层，随着深度的增加探测效果就会越来越差。
高频天线的分辨率可精确到毫米。
下图1是地质雷达工作的原理示意图：地质雷达在工作时，由发射机通过发射天线发送周期性的毫微秒脉冲电磁波信号，当发出的讯号在岩层中传播时遇到介质不均匀的岩体或其他介质时，就会产生一个反射信号，发射出和反射回的信号通过接受天线进入接收机中，接收到的信号由接收机进行调整、放大等处理后，再传送到雷达主机进行处理，再传送到微机中。
微机会将接收到的信号按幅度大小依次编码，最终以灰色电评图或波形堆积图的形式显示出来，工作人员对图形进行分析，可以掌握探测目标的位置、大小、形状等物理参数。
2、特征参数2. 1 电磁波脉冲旅行时t（ns）（1）当地下介质的电磁波速度v （m/ ns）已知时（Cv可现场测定或按2式估算），可根据实测电磁波反射历时t （ns}，由上式求出反射体的深度z （m}，式中x Cm）为常量。
2.2 电磁波传播速度v（2）在这个公式当中，er表示的是介质的相对介电常数，c表示的是在真空环境下电磁波的传播速度，即：0. 3m/ ns，ur表示的是介質的相对磁导率，它的值大约在1左右。
2. 3 电磁波反射系数在介质中传播的电磁波如果碰到相对介电常数变化较大的物体时，会发生发射和透射的现象，而反射和透射的能量大小分配和引起异常改变的电磁波反射系数有关。
地质雷达技术应用要点
地质灾害预警
灾害预警
利用地质雷达技术可以监测地质灾害的发生和发展，及时发出预警信息，减少 灾害造成的人员伤亡和财产损失。
灾害评估
通过对地质灾害的评估，可以了解灾害的性质、规模和影响范围，为灾害治理 和恢复提供基础资料。
资源勘探与开发
资源勘探
利用地质雷达技术可以对地下资源进行勘探，包括石油、天然气、矿产等，为资 源的开发和利用提供基础资料。
城市地下管线探测
01
城市地下管线探测是地质雷达技术的 另一个重要应用领域。城市地下管线 种类繁多、分布复杂，传统的探测方 法难以满足需求。而地质雷达技术能 够快速准确地获取地下管线的分布、 埋深、材质等信息，为城市地下管线 的规划、建设和管理提供重要的技术 支持。
02
在城市地下管线探测中，地质雷达技 术具有无损、高效、高精度等优点， 能够有效地避免对原有管线造成破坏 。同时，通过数据处理和分析，可以 进一步了解地下管线的运行状况和存 在的问题，为管线的维护和更新提供 依据。
电磁波传播速度
在理想介质中，电磁波以光速传播。 但在实际介质中，由于介电常数和磁 导率的影响，电磁波的传播速度会有 所变化。
电磁波传播方向
电磁波的衰减
电磁波在传播过程中会因为介质的吸 收、散射和折射等原因而逐渐衰减。
电磁波在传播过程中，其电场和磁场 方向相互垂直，且与传播方向呈右手 螺旋关系。
雷达探测原理
依据。
THANKS
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数据解释
根据地质知识和经验，对雷 达数据进行解释和分析，推 断出地下岩土层的结构、性 质和分布等信息。
数据可视化
将雷达数据转换成可视化 的图像或模型，便于更直 观地分析和理解地下结构。
03
地质勘探中的地质雷达技术
地质勘探中的地质雷达技术地质雷达技术是地球科学领域中一种非常重要的勘探技术，它能够通过无损检测方式获得地下结构的信息。
本文将介绍地质雷达技术的原理、应用领域以及未来的发展趋势。
一、地质雷达技术的原理地质雷达技术利用微波信号与地下物质相互作用的特性，通过检测回波信号来确定地下结构。
其原理可以简单概括为发射、接收和处理三个步骤：1. 发射：地质雷达系统通过天线发射微波信号，这些信号会在地下不同介质的界面上发生反射、折射、散射等现象。
2. 接收：接收系统会收集回波信号，并将其转化为电信号发送到处理系统进行分析。
3. 处理：处理系统对接收到的信号进行时频分析，通过波形和幅度的变化来获得地下结构的信息。
二、地质雷达技术的应用领域地质雷达技术在地球科学领域有着广泛的应用，可以用于以下几个方面：1. 地质勘探：地质雷达技术可以用于地质勘探，例如矿产资源勘探、岩溶地貌勘察、地下水资源调查等。
通过地质雷达扫描，可以获取地下结构的信息，帮助勘探人员确定勘探区域的地质构造和岩石性质。
2. 土壤研究：地质雷达技术对于土壤研究也有很大的帮助。
通过对土壤中微波信号的分析，可以获取土壤的含水量、密度、孔隙率等信息，有助于土壤质地评价和土壤污染监测。
3. 工程勘察：地质雷达技术在工程勘察中起到了重要的作用。
它可以用于检测地下管线、洞穴、地下隧道等工程建设中的隐患，帮助工程师减少钻探次数、提高工作效率，并确保施工的安全性。
4. 灾害监测：地质雷达技术在灾害监测方面也有广泛应用。
例如，它可以用于监测地质滑坡、地下水位变化、地震活动等，为灾害预警和防治提供重要的数据支持。
三、地质雷达技术的发展趋势随着科技的不断进步，地质雷达技术也在不断发展。
未来，地质雷达技术可能朝着以下几个方向发展：1. 分辨率提升：随着雷达系统技术的改进，地质雷达的分辨率将进一步提升，可以获取更精细的地下结构信息。
2. 多频段应用：地质雷达技术可以利用多种频段的微波信号，通过对多频段信号的处理来获取更丰富的地下信息。
地质雷达报告
地质雷达报告地质雷达 (Ground-Penetrating Radar，简称GPR) 是一种非侵入性的地质勘探工具，通过向地下发射电磁波并接收反射信号，用于探测地下结构和特征。
本报告旨在探讨地质雷达在地质工程和考古领域的应用，以及其优点和局限性。
一、地质雷达原理及技术特点地质雷达使用高频脉冲电磁波，一般在数兆赫到数千兆赫的频率范围内操作。
当电磁波遇到不同介质边界时，会发生反射、折射和散射。
地质雷达通过接收这些反射信号并进行处理分析，可以生成地下结构的剖面图像。
地质雷达具有以下技术特点：1. 非侵入性：地质雷达无需物理上接触地下，因此对目标地区没有破坏性。
2. 快速获取数据：地质雷达可以在短时间内收集大量数据，有效提高勘探效率。
3. 高分辨率：地质雷达可以提供较高的空间分辨率，可以检测到较小的地下结构特征。
4. 多功能应用：地质雷达不仅用于地质工程，还可以应用于考古学、环境监测等领域。
二、地质雷达在地质工程中的应用1. 地下管线检测：地质雷达可以准确检测地下管道的位置，帮助规划和维护地下设施。
2. 岩土勘探：地质雷达可以测定岩体的不同物理参数，如土壤含水量和密度等，为工程规划和设计提供依据。
3. 地下洞穴检测：地质雷达可以探测地下洞穴的位置和规模，帮助判断地下洞穴的稳定性和安全性。
4. 地质灾害预警：地质雷达可以监测地下水位变化、滑坡等地质灾害的迹象，提前预警风险。
三、地质雷达在考古学中的应用1. 遗址探测：地质雷达可以探测地下隐藏的古代建筑和遗址，帮助考古学家进行发掘和保护。
2. 文物勘探：地质雷达可以探测地下文物的位置和规模，为文物保护提供支持和指导。
3. 土壤分析：地质雷达可以分析土壤中的有机物和矿物质，为考古学家提供土壤成分和古代环境的信息。
四、地质雷达的优点和局限性地质雷达具有以下优点：1. 高效：地质雷达可以快速获取数据，提高勘探效率。
2. 高分辨率：地质雷达可以探测到较小的地下结构特征。
地质雷达在矿产勘查中的应用研究
地质雷达在矿产勘查中的应用研究地质雷达是一种利用电磁波进行地下探测的仪器，它可以通过测量电磁波在地下的传播和反射情况，来获取地下的物质分布和结构信息。
在矿产勘查中，地质雷达被广泛应用于寻找矿体、判断矿体性质和评估矿产资源。
一、地质雷达原理与技术地质雷达的工作原理是利用电磁波在地下的传播和反射特性。
当电磁波遇到地下的物质界面时，会发生反射、折射和散射等现象，通过测量这些现象可以获得地下物质的信息。
地质雷达通常由发射器、接收器和数据处理系统组成。
发射器发出电磁波，接收器接收反射的电磁波，并将其转化为电信号传输给数据处理系统进行分析和处理。
二、地质雷达在矿产勘查中的应用1. 矿体探测：地质雷达可以探测地下矿体的位置、形状和大小。
通过测量电磁波的传播时间和强度，可以确定矿体的深度和分布情况。
这对于矿产勘查人员来说非常重要，可以帮助他们准确定位矿体，并制定合理的开采方案。
2. 矿体性质判断：地质雷达可以通过测量电磁波在地下的传播速度和衰减情况，来判断地下矿体的性质。
不同类型的矿体对电磁波的传播和反射有不同的特点，通过分析这些特点可以判断矿体的类型和成分，为矿产勘查提供重要依据。
3. 矿产资源评估：地质雷达可以通过测量电磁波的反射强度和频率，来估计地下矿产资源的丰度和分布情况。
通过对大面积区域进行扫描和测量，可以得到矿产资源的整体情况，为矿产勘查人员提供决策参考。
三、地质雷达在实际应用中的案例1. 铁矿勘探：某地区的矿产勘查人员使用地质雷达进行铁矿勘探。
通过地质雷达的测量，他们确定了铁矿的位置和分布情况，并制定了合理的开采方案。
这大大提高了勘探效率和开采水平，为当地经济发展做出了贡献。
2. 煤矿安全：在煤矿开采过程中，地质雷达可以用于检测地下矿层的裂隙和变形情况，及时发现潜在的安全隐患。
通过对矿井进行地质雷达扫描，可以帮助矿产勘查人员制定安全措施，保障矿工的生命安全。
3. 油气勘探：地质雷达在油气勘探领域也有广泛应用。
地质雷达名词解释
地质雷达名词解释1. 什么是地质雷达？地质雷达是一种利用电磁波进行地下勘探的技术工具。
它通过发射高频电磁波并接收反射回来的信号，来获取地下物质的分布情况和结构特征。
地质雷达可以用于勘探矿产资源、检测地下水、寻找隐患和洞穴等。
2. 地质雷达的工作原理地质雷达利用了电磁波在不同介质中传播速度不同的特性。
当地质雷达发射器发出高频电磁波时，这些电磁波会在不同介质之间发生反射、折射和散射等现象。
接收器接收到反射回来的信号后，通过分析信号的强度、时间延迟和频率特征等，可以确定不同介质的存在以及其位置、形态和性质。
3. 地质雷达的应用领域3.1 矿产勘探地质雷达在矿产勘探中起到了重要作用。
它可以帮助勘探人员快速准确地确定矿体的位置、规模和形态，为矿产资源的开发提供依据。
地质雷达可以探测到地下的岩石、矿石和矿层等，帮助勘探人员进行有针对性的勘探工作，提高勘探效率和成功率。
3.2 地下水检测地质雷达可以用于地下水的检测和定位。
地下水是人类生活和生产中不可或缺的重要资源，准确了解地下水的分布情况对于合理利用和保护地下水具有重要意义。
地质雷达可以探测到地下水的存在以及其分布范围、深度和含量等信息，为地下水资源开发与管理提供科学依据。
3.3 地质灾害预警地质雷达在地质灾害预警中起到了关键作用。
在山体滑坡、崩塌、洪水等自然灾害发生前，地质雷达可以通过监测地下介质的变化来预警可能发生的灾害，并及时采取相应的防范措施。
这对于减少灾害造成的损失和保护人民生命财产安全具有重要意义。
3.4 建筑工程勘察地质雷达在建筑工程勘察中也有广泛的应用。
它可以探测到地下的管线、洞穴、隧道等隐患，帮助工程师了解地下情况，制定合理的施工方案和防范措施。
地质雷达可以提前发现地下隐患，避免在施工过程中出现意外事故，保障工程的安全和顺利进行。
4. 地质雷达的优势和局限性4.1 优势•非侵入性：地质雷达不需要对地表或地下进行破坏性探测，可以实现非侵入式勘探。
地质雷达在隧道工程质量检测中的应用
地质雷达在隧道工程质量检测中的应用一、地质雷达原理地质雷达是利用电磁波在地下介质中的传播特性来探测地下结构和物质的一种无损探测技术。
它通过发射高频的电磁波信号，当信号遇到不同的地质界面或物质时，会产生反射、折射等现象，通过接收这些反射、折射信号来获取地下结构的信息。
地质雷达可以检测地下几十米到几百米深的介质结构，对地下结构有很好的成像效果。
二、地质雷达在隧道工程勘察中的应用1. 地层结构探测在隧道工程勘察中，需要对隧道穿越的地层结构进行详细的了解，包括地下岩层、断层、脆弱带等信息。
通过地质雷达技术，可以在不用开挖的情况下，对地下的地层结构进行探测和成像，为隧道的设计和施工提供详细的地质信息，避免因地质情况不明导致的施工事故和质量问题。
2. 隧道地质体的评价地质雷达可以对隧道地质体的质量进行评价，包括地层的连贯性、断层的位置和规模、脆弱带的分布等。
这些信息对于隧道的设计和施工来说十分重要，可以帮助工程师更好地选择合适的施工方法和方案，保障隧道工程的质量和安全。
3. 隧道施工质量监测4. 隧道质量验收隧道工程完工后，需要进行质量验收。
地质雷达可以对已建成的隧道进行检测，评估隧道的地质结构和质量，对比设计要求，确定隧道的质量是否符合要求。
对于一些特殊地质条件下的隧道，地质雷达可以为验收提供客观、准确的依据。
1. 某高铁隧道工程某高铁隧道工程的隧道部分穿越了一处复杂的地质构造，地层结构比较复杂，存在一些脆弱带和岩溶情况。
为了保证隧道的施工质量和安全，地质雷达被引入到了隧道的勘察和施工监测中。
通过地质雷达扫描，工程师们了解了地下地质的详细情况，对施工方案进行了调整和优化，最终保证了隧道的顺利开挖和质量验收。
某地铁隧道的施工过程中，由于地下地质情况的复杂性，出现了一些质量问题。
在施工中引入了地质雷达进行施工监测，对隧道的地质情况进行了实时的监测和指导，帮助施工人员及时发现和处理地质问题，避免了一些隧道质量问题的发生。
地质雷达原理
地质雷达原理地质雷达是一种利用电磁波进行地下勘探的仪器，它可以探测地下的构造、岩层、矿体等信息，对地质勘探、地质灾害预测、矿产资源勘查等领域具有重要的应用价值。
地质雷达原理是指地质雷达工作的基本原理和方法，下面将对地质雷达原理进行详细介绍。
地质雷达的工作原理主要是利用电磁波在地下的传播特性来获取地下介质的信息。
地质雷达发射的电磁波穿过地下介质时，会受到地下介质的电磁特性、介电常数、导电率等影响，不同的地下介质对电磁波的反射、折射、透射等现象不同，因此地质雷达可以通过接收地下电磁波的回波信号来获取地下介质的信息。
地质雷达的发射源一般是一对电极，通过电磁波的辐射来进行探测。
当电磁波穿过地下介质时，会发生反射、折射等现象，这些现象会导致地质雷达接收到地下介质的电磁波回波信号。
通过分析这些回波信号的强度、相位、频率等特征，可以推断地下介质的性质、结构、厚度等信息。
地质雷达的工作原理还包括电磁波的传播速度、衰减特性等。
不同频率的电磁波在地下介质中的传播速度和衰减特性不同，地质雷达可以利用这些特性来获取地下介质的信息。
此外，地质雷达还可以利用多频率、多极化等技术手段来提高勘探的分辨率和深度。
总的来说，地质雷达原理是基于电磁波在地下介质中的传播特性来获取地下介质信息的一种技术手段。
通过分析地下介质对电磁波的影响，可以揭示地下的构造、岩层、矿体等信息，为地质勘探、地质灾害预测、矿产资源勘查等工作提供重要的技术支持。
在实际应用中，地质雷达原理需要结合地球物理学、电磁学、信号处理等多个学科的知识，通过对地下介质的电磁特性进行分析和解释，来获取准确的地下信息。
同时，地质雷达原理的研究也需要结合实际勘探工作的需求，不断改进和完善技术手段，提高勘探的效率和精度。
总之，地质雷达原理是一种基于电磁波在地下介质中的传播特性来获取地下介质信息的技术手段，具有重要的应用价值和发展前景。
随着科学技术的不断进步和地质勘探工作的不断深入，地质雷达原理将会发挥越来越重要的作用，为人类认识地球、利用地球资源提供更多的支持和帮助。
地质雷达技术应用简介
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地下管线探测案例
总结词
地质雷达技术能够准确探测地下管线分布情况，为城市规划、施工和管线维护提供可靠依据。
详细描述
在地下管线探测中，地质雷达技术通过电磁波探测地下管线位置和埋深，能够快速获取管线分布的三 维信息。该技术广泛应用于城市地下管线普查、施工前探测以及管线维护等领域，提高了管线探测的 效率和准确性，降低了施工风险和维护成本。
地质雷达技术的发展历程
20世纪初
地质雷达技术的初步探索和研究 阶段，主要应用于军事和航空领
域。
20世纪中叶
随着电子技术和计算机技术的快速 发展，地质雷达技术逐渐应用于地 质勘探、考古、环境监测等领域。
20世纪末至今
随着高精度探测技术和数据处理技 术的发展，地质雷达技术在工程检 测、地下管线探测、隧道施工等领 域得到广泛应用。
考古探测案例
总结词
地质雷达技术能够准确探测地下文物分 布情况，为考古研究提供重要线索和依 据。
VS
详细描述
在考古探测中，地质雷达技术通过电磁波 探测地下文物位置和埋深，能够快速获取 文物分布的三维信息。该技术广泛应用于 考古调查、发掘和文物保护等领域，提高 了考古探测的效率和准确性，为人类历史 文化遗产的保护和研究提供了有力支持。
02
地质雷达技术的基本原理
电磁波传播原理
电磁波是一种物理现象，可以在 空间中传播，其传播速度等于光
速。
电磁波的传播不受介质影响，可 以在真空中传播，也可以在各种
介质中传播。
电磁波的传播方向与电场和磁场 的振动方向相互垂直，并且电场
和磁场相互关联。
地质雷达的探测原理
地质雷达通过向地下发射高频电磁波，并接收反射回来的电磁波进行探测。
地质雷达原理和应用
?
Length [m]
Depth [m]
GPR工作方法 – 层析成像 <钻孔雷达>
二、地下介质的电特性
电特性
• 要探测的介质的电特性, 决定雷达方法是否适用. • 在用雷达进行地质勘探时, 水是决定电特性的最主要的因素.
• 电导率 (穿透深度…)
• 相对介电常数 (对比度, 信号速度, “足印”…)
0.17 ----
波的双程走时由反射脉冲相对于发射脉冲的延时而确 定.雷达图形常以脉冲反射波的波形形式记录.波形的正负峰 分别以黑色和白色表示,或以灰阶或彩色表示.这样,同相轴 或等灰度、等色线,即可形象地表征出地下反射界面.在波形 记录上,各测点均以测线的铅垂方向记录波形,构成雷达剖面 .
由于探地雷达的电磁波主要是在非理想介质中传播的所以 其衰减的速度非常快,这构成了雷达应用的主要障碍,即探测的 深度有限.电磁波的电场强度随着距离的衰减规律是：
三、探地雷达常用词汇的含义
样点数、采样频率、时间窗 〔以实时采样为例
振幅
时间窗 Δt
[t]
[t]
原始信号 采集后复制的信号
时间窗 = 样点数 * Δt
1
Δt
采样周期
采样频率 =
Δt
为什么雷达不是实时采样?
周期
1
重复采样原理〔取样示波 2
3
发射机发射的信号 4
5
6
脉冲重复频率！
7
8
1
2
3
接收机接收的信号 4
电特性
GPR信号的穿透深度 与土壤的导电率有关 <低致金属目标体>:
120
100
80
60
40
20
地质勘探中的地质雷达应用
地质勘探中的地质雷达应用地质雷达是一种广泛应用于地质勘探领域的无损探测技术。
它通过发射高频电磁波并接收反射波，以获取地下的物质分布和结构情况。
地质雷达具有非常高的分辨率和探测深度，能够提供关键的地质信息，被广泛应用于地质勘探的各个方面。
一、地质构造调查地质雷达可用于对地质构造的调查和研究。
通过分析地下不同介质的反射特征，地质雷达可以揭示地表以下的地质构造，如断层、褶皱等。
这对于了解地下地质构造演化过程、预测地震、寻找矿产资源等具有重要意义。
二、地下水资源调查地质雷达在地下水资源调查中起到了至关重要的作用。
通过测量地下水位、水层厚度和水层边界等参数，地质雷达可以提供地下水资源的分布情况和水文地质条件。
这对于科学合理地开发利用地下水资源、保护生态环境至关重要。
三、岩土工程勘察地质雷达在岩土工程勘察中的应用也非常广泛。
它可以用于检测土层的厚度、密实度、含水层位置等参数，为岩土工程设计提供准确的地质数据。
此外，地质雷达还可以识别隐患，例如隐蔽洞穴、土层不均匀等，为工程的安全施工提供可靠的依据。
四、古地理研究地质雷达在古地理研究中的应用可以帮助重建古地貌和构造演化历史。
通过对地下介质的扫描和分析，地质雷达可以揭示出古地貌的形态与演化过程，为研究地球历史变迁提供重要线索。
同时，地质雷达还可以检测古河道和古湖泊等地下水体的存在，为古气候和沉积环境的重建提供依据。
五、矿产资源勘探地质雷达在矿产资源勘探中也发挥着重要作用。
它可以识别地下的矿体边界、寻找矿脉赋存区域，并提供有关矿石类型、储量和品位等信息。
地质雷达的高分辨率和探测深度，提高了勘探效率，减少了勘探成本，对矿产资源的勘探与开发具有重要的经济价值和社会意义。
综上所述，地质雷达在地质勘探中具有广泛应用的潜力和重要价值。
其高精度的地下探测能力，为地质构造调查、地下水资源调查、岩土工程勘察、古地理研究和矿产资源勘探等提供了有效的手段和工具。
随着技术的不断发展和创新，地质雷达的应用将会更加广泛和深入，为地质勘探事业做出更大的贡献。
地质雷达PPT课件
地质雷达PPT课件contents •地质雷达基本原理•地质雷达探测方法•数据采集与处理•地质雷达在工程中的应用•地质雷达案例分析•地质雷达发展趋势与展望目录01地质雷达基本原理电磁波传播特性电磁波在介质中传播速度电磁波在不同介质中传播速度不同，其速度取决于介质的电磁特性。
电磁波衰减随着传播距离的增加，电磁波能量逐渐衰减，衰减程度与介质特性和频率有关。
电磁波的反射和折射当电磁波遇到不同介质的分界面时，会发生反射和折射现象，遵循斯涅尔定律。
地质雷达工作原理发射电磁波01接收反射波02信号处理与成像03发射系统接收系统控制系统数据处理与成像系统系统组成及功能02地质雷达探测方法测线布置天线频率选择数据采集与处理030201井中雷达系统采用专门设计的井中雷达系统，包括井下雷达主机、天线、电缆等。
测点布置与数据采集在井壁不同深度处布置测点，进行雷达数据采集。
数据处理与成像对采集的数据进行处理，提取井壁及周围地层的反射信号，并进行成像。
隧道超前预报法隧道掌子面前方预报数据处理与解译预报结果输出03数据采集与处理数据采集参数设置采样率设置天线频率选择确保采样率足够高，以捕获雷达波形的细节信息，通常建议采样率至少为天线频率的时窗设置消除直流偏移和低频背景噪声，提高数据质量。
背景去除应用带通滤波器，去除高频噪声和低频干扰，增强目标反射信号。
带通滤波根据信号强度动态调整增益，以平衡不同深度和不同反射体的信号幅度。
增益控制数据预处理与滤波1 2 3雷达图像生成地层解释异常识别图像生成与解释04地质雷达在工程中的应用地质构造解析岩土层划分不良地质现象识别混凝土质量检测钢筋分布与保护层厚度检测路基路面质量检测边坡稳定性监测隧道安全监测地下管线安全监测利用地质雷达对边坡内部的结构和变形进行实时监测，预警潜在滑坡风险。
05地质雷达案例分析介绍隧道的地理位置、设计参数、施工方法等背景信息。
工程背景地质条件超前预报方案预报结果分析分析隧道所处区域的地质构造、地层岩性、水文地质等条件。
地质调查行业中的地质雷达勘探技术使用技巧
地质调查行业中的地质雷达勘探技术使用技巧地质雷达勘探技术是一种非侵入性的高效地质调查技术，其在地质调查行业中得到广泛应用。
本文将介绍地质雷达勘探技术的基本原理，以及在实际应用中的使用技巧。
一、地质雷达勘探技术的基本原理地质雷达勘探技术是利用电磁波与地下介质之间的相互作用来获取地下信息的一种方法。
其基本原理是：通过向地下发送高频电磁波，然后接收地下反射回来的电磁波信号，通过分析信号的强度、时间和频率等特征来确定地下物质的性质和分布。
二、选择适当的频率和天线在使用地质雷达勘探技术之前，我们需要根据具体的勘探目的和地质背景选择适当的频率和天线。
不同的频率和天线对地下介质的穿透能力和分辨率有不同的影响。
对于需要较高的分辨率和浅层勘探的情况，通常选择高频率的地质雷达和短距离的天线；对于需要较好的穿透能力和深部勘探的情况，通常选择低频率的地质雷达和长距离的天线。
三、数据采集和处理技巧在进行地质雷达勘探时，数据的采集和处理是非常重要的环节。
以下是一些使用技巧：1. 采集时保持稳定：在采集数据时应尽量保持雷达的稳定，避免晃动以及不必要的震动，以确保数据的准确性和可靠性。
2. 采集时密集布点：为了获取较为真实、完整的地下信息，应将采集点尽量密集布置，特别是在需要较高分辨率的勘探情况下。
3. 合理选择采集方向：根据具体勘探的目标和需求，合理选择雷达数据的采集方向，以获取最优质的数据。
4. 数据处理：在数据采集完成后，需要对采集到的数据进行处理。
数据处理包括数据去噪、纠偏、反褶积等，以提高数据的质量和可解释性。
四、应用技巧地质雷达勘探技术在地质调查行业中有广泛的应用，以下是一些应用技巧：1. 地下管线勘探：地质雷达勘探技术可用于地下管线勘探，可以帮助准确定位地下管线的位置、深度和走向，提高勘探效率和安全性。
2. 地下水资源勘探：地质雷达勘探技术可以用于地下水资源的勘探，通过分析地下水对电磁波的响应，可以识别地下水的含量、分布和运动方向。
地质雷达原理和应用
地质雷达原理和应用地质雷达是一种利用电磁波探测地下结构和材料特性的无损检测技术。
它是通过发射高频电磁波进入地下，接收和分析返回的信号来获得地下结构和材料特性的信息。
地质雷达具有广泛的应用领域，包括地质勘查、工程测量、环境监测等。
本文将介绍地质雷达的原理和一些常见的应用。
地质雷达利用的是电磁波在不同介质中传播的特性。
地质雷达发射的电磁波一般为射频波，其频率通常在几百到几千兆赫范围内。
发射的电磁波进入地下后会与地下结构和材料发生相互作用，一部分电磁波会反射回地面，另一部分会穿透地下并被吸收。
地质雷达主要通过接收和分析反射回来的电磁波信号来获得地下结构和材料特性的信息。
接收到的电磁波信号会经过放大、滤波等处理，然后通过显示设备展示出来。
通过分析返回信号的振幅、相位和频率等特征，可以获取地下结构的信息，包括土壤层位、地下水位、岩层界面、洞穴和管道等。
地质雷达具有以下一些优点：首先，它是一种非接触性的探测技术，可以在不破坏地下结构的情况下获取信息；其次，它具有高分辨率和快速探测的特点，可以在较短时间内获取较准确的地下结构信息；再次，地质雷达可以对大范围的区域进行探测，可以快速获取大片区域的地下结构信息。
地质雷达在地质勘查中有着广泛的应用。
它可以用于寻找矿藏、确定岩层的分布和厚度、勘探石油和天然气等。
地质雷达可以通过探测不同介质的界面反射信号来确定各种地质层位的位置和分布情况。
在矿产勘查中，地质雷达可以提供宝贵的地下结构信息，指导矿产的开采和开发。
地质雷达在工程测量中也有着广泛的应用。
它可以用于地下管线的检测和勘测、地下隧道和洞穴的探测、地下水位的测定等。
地质雷达可以帮助工程师更好地了解地下结构，从而减少工程施工过程中可能遇到的问题，提高工程施工效率。
此外，地质雷达还可以应用于环境监测领域。
它可以用于地下水资源探测、土壤污染监测、地震灾害后的地下结构评估等。
地质雷达可以提供高分辨率的地下结构图像，帮助环境保护部门进行污染源的定位和评估。
地质雷达的应用原理
地质雷达的应用原理1. 什么是地质雷达地质雷达是一种利用电磁波进行探测、分析地下结构的仪器。
它可以通过发射电磁波并接收其反射信号，来获取地下结构的信息。
地质雷达广泛应用于地质勘探、灾害预警、工程建设等领域。
2. 地质雷达的工作原理地质雷达的工作原理基于电磁波与地下介质的相互作用。
当地质雷达发射电磁波时，这些电磁波会穿过地下介质，与介质中的变化产生相互作用。
雷达接收到的回波信号随着地下结构的变化而发生变化，通过分析回波信号的特征，可以推断出地下结构的性质和位置。
2.1 雷达波束扫描地质雷达通常采用多个发射和接收天线，通过扫描波束来获取地下结构的信息。
波束扫描可以提高雷达信号的分辨率，并覆盖更大的地下区域。
通过改变波束的方向和角度，可以获得不同方向的回波信号，从而实现对地下结构的三维探测。
2.2 回波信号处理回波信号是地质雷达获取地下结构信息的关键。
回波信号经过采样和滤波处理后，可以被分析和解释。
常见的回波信号处理方法包括时域分析、频域分析和空域分析。
时域分析可以获得回波信号的波形和振幅信息；频域分析可以获得回波信号的频谱特征；空域分析可以实现对回波信号的成像和定位。
3. 地质雷达的应用领域地质雷达在许多领域都有广泛的应用，以下列举了几个主要领域：3.1 地质勘探地质勘探是地质雷达的主要应用领域之一。
地质雷达可以用于识别和定位地下矿产资源，如煤矿、金矿等，从而提高勘探效率和减少勘探成本。
地质雷达还可以用于地下水资源调查以及地下岩层结构的探测。
3.2 工程建设地质雷达在工程建设中起到了重要的作用。
它可以用于检测地下管道、电缆等设施的位置和状况，从而避免施工过程中的意外事故。
地质雷达还可以用于检测地下洞穴、裂隙等地质灾害隐患，提前预警并采取相应的措施。
3.3 环境监测地质雷达可以用于环境监测，例如检测地下水位、土壤湿度等环境参数的变化。
通过监测这些参数的变化，可以及时发现环境问题并采取相应的措施进行保护和调整。
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振幅
时间窗 Δt
[t]
[t]
原始信号 采集后复制的信号
时间窗 = 样点数 * Δt
1
Δt
采样周期
采样频率 =
Δt
为什么雷达不是实时采样?
周期
1
重复采样原理（取样示波） 2
3
发射机发射的信号 4
5
6
脉冲重复频率！
7
8
1
2
3
接收机接收的信号 4
5
6
每一个采样周期，发射机都发射一个完整的
7
脉冲信号，接收机记录其中一个点的信号
1、垂直分辨率 我们将探地雷达剖面中能够区分一个以上反射界面的能力称为垂直
分辨率。
水平分辨率随深度的增加而降低
例: 800MHz 天线,介质速度 100m/us -> λc = 12.5cm δr = 3cm 在深度 10cm时 δl = 8cm 在深度 50cm 时δl = 18cm 在深度 100cm时 δl = 25cm
电磁波的传播路径
发射机
土壤 (εr,σ)
X 空气波
接收机
地下直达波 D
反射波
目标物
实际雷达图像的直达波
直达波 反射目标体 杂波
单道波形
叠加次数：叠加是通过平均来提高信噪比，噪声水平是叠加次数 平方根的倒数。 两种叠加方式：样点叠加（在点测时使用），优点是采集 时天线不动，效果好；道叠加（时间和距离采集时使用） 优点是方便。
t2
4H 2 v2
x2 v2
图1 地质雷达探测原理示意图
t
4z2 x2 v
图中T为发射天线, R为接收天线, 两者间距为X, H 为反射点的埋深。波从T出发, 按几何光学原理经。
返回地面到达 的时间为。设电磁波在介质中的传播
速度为。由简单的几何关系可得出
t 4H2x2 /v
当地下介质中的波速v为已知时，可根据精确测得的走 时t，由公式求得目标体的深度H。式中x值即收发距，在剖 面测量中是固定的；v值可用宽角法直接测量，也可以根据 近似计算公式计算：
Depth (feet) Depth (meter)
电特性
GPR信号的穿透深度 与土壤的导电率有关 (低致金属目标体):
12
0
0,5
1
2
4
8
土壤导电率 mS/m
35
30
25
20
15
10
5
0
16
32
电特性
土壤中的水含量与电导率
电导率的对数 (mS/m)
0
5
0
-1
-2
-3
-4
非屏蔽天线可应用于：基岩 探测、地质分层、岩熔及空 洞探测、湖(河)底形态调查、 隧道超前探测、坝体深部探 测、古墓及其它未知物探测、 冰川调查、滑坡调查等土木 建筑、地质学及水文地质学 方面。
探地雷达（Ground Penetrating Radar）是一种高科 技的地球物理探测仪器，目前已经广泛的应用于高速公路 ，机场的路面质量检测；隧道，桥梁，水库大坝检测；地 下管线，地下建筑的检测等诸多的工程领域。
天线的方向性在实际使用中的影响：
RTA天线：收发天线顺向排列， 对极浅部物体无法探测。
平行排列天线： 沿X方向移动（屏蔽天线一般 这样用），得到的信息多； 沿Y方向移动：可以更好地穿 透钢筋网，结果可能会好些
雷达分辨率
分辨率决定了地球物理方法分辨最小异常介质的能力。雷达分辨率可 以分为垂直分辨率与水平分辨率。
0.17 ----
波的双程走时由反射脉冲相对于发射脉冲的延时而确 定。雷达图形常以脉冲反射波的波形形式记录。波形的正 负峰分别以黑色和白色表示，或以灰阶或彩色表示。这样 ，同相轴或等灰度、等色线，即可形象地表征出地下反射 界面。在波形记录上，各测点均以测线的铅垂方向记录波 形，构成雷达剖面。
由于探地雷达的电磁波主要是在非理想介质中传播的所以 其衰减的速度非常快，这构成了雷达应用的主要障碍，即探测 的深度有限。电磁波的电场强度随着距离的衰减规律是：
2. 根据已知深度的目标物进行校正
实际使用时，最常用的方法是做一条剖面 在剖面中寻找一个已知点（如管线、钻孔
等），通过已知目标物的深度计算出速度， 然后得出其它地下物体的速度。
V=2d/t
3. 抛物线拟合
对管线探测较方便，知道某根管子的直径，就可以拟合出速度来
4. 偏移处理 把不同的速度用到雷达图像上, 可以找到真正的速度
8
[t]
采样频率：最好大于天线中心频率的10倍（一定不要小于6倍）， 一般达到20倍就足够了，再增加采样频率信号也不会改善。
时间窗/样点数：时间窗根据你准备探测的深度确定，最好比你期望 的探测深度大30%。要增大时间窗，最好的办法是增加 样点数，尽量不要降低采样频率。
信号位置/直达波：一般把直达波的起始位置调到30个样点处（通常 自动搜索就够了，不行的话手动调整）
•水 (与上面参数有关)
No E-field
电特性
传导电流:
• Jc = s E • s = 电导率(S/m)
• s = 1/r (电阻率, W m)
• 电导率是一个物体传导电流的能力（或电荷在介质中流动 的难易程度。
• 如: - 电子在金属板内 - 水中离子的移动
E-field applied
No E-field
•
• n=∞
T(t) = a0 + ∑ ancos(n2t * f + άn)
•
n=1
= c/f
带宽的定义：
带宽 B : fh – fl, - 10dB 为极限值
中心频率, fc = fl + fh – fl
2
B
分数带宽:
通常用%表示
fc
脉冲宽度, W = 1 B
带宽和中心频率决定了探测的效果
下面的例子可以看出带宽的重要性 带宽低的雷达图像被称为“烟圈（震荡）”
EE0er
其中为 r 介质的吸收系数，它随电导率的增大和介电常
数的减小而增大。
趋肤深度
2
探地雷达是如何工作的？
• 发射天线发射电磁波穿透地下介质 • 穿透深度取决于介质的介电常数和电导率 • 记录反射时间 • 介质中电磁波速度一般在 50 - 150 m/µs • 工作模式: 反射（多数情况下使用）
1. 使用标准速度
材料 空气 水 干沙 饱含水的沙 石灰岩 页岩 淤泥 粘土 花岗岩 混凝土 冰
速度 (m/us) 300 33 150 60 110 90 70 60 130 110 160
结合你在这一地区使用雷达的经验确定电磁波速度，这是最简单也是最经常使用的方法。 不过电磁波速度和含水量有很大的关系。
采集模式：测距轮（距离）：最常用方式，结果解释准确可靠 时间：当无法沿确定测线探测时，如果GPS信号有， 可以采用。 键盘（点测）：低频天线做深部探测采用，叠加可以很高
道：在地面上某一点采集的一个完整的波形 道间距/时间间隔：根据探测需要选取 天线中心频率：每个天线都有一个频率范围，它不是单频的
电磁波的频率分布（频谱）
?
Length [m]
Depth [m]
GPR工作方法 – 层析成像 (钻孔雷达)
二、地下介质的电特性
电特性
• 要探测的介质的电特性, 决定雷达方法是否适用。 • 在用雷达进行地质勘探时, 水是决定电特性的最主要的因素。
• 电导率 (穿透深度…)
• 相对介电常数 (对比度, 信号速度, “足印”…)
雷达的分辨率：
注意：雷达天线是宽频的，它有各种频率成分，因此用800兆天线达到2.1厘米的 分辨率是可能的！不要过分拘泥于理论细节，电磁波太复杂！
四、电磁波速度的确定
当有反射体存在时，雷达只记录电磁波走的时间。为了准确了解反射体的埋深，我们 必须知道电磁波在该介质中的传播速度。
确定电磁波速度有以下方法: 1. 使用标准速度 2. 通过已知深度的目标体进行校正 3. 双曲线拟合 4. 偏移处理 5. 共中心点探测 6. 实验室方法
当Pr > 0.01时 就能有足够的反射
电特性
水含量与相对介电常数: • 多数干燥的地下介质，
其相对介电常数值 <10 • 水的相对介电常数是81
% 水含量
100 80 60 40 20
0 1
10
20
30
40
50
60
相对介电常数
70 81
三、探地雷达常用词汇的含义
样点数、采样频率、时间窗
（以实时采样为例）
-5
-6
-7
-8
水含量 (水的重量/土壤重量)
10
15
20
25
30
电特性
关于电导率和GPR 探测的有用建议:
当地下介质的电导率小于 10 mS/m (或大于100 Ohmm), GPR 方法通常会得到好的结果 当地下介质的电阻率小于30 Ohmm), GPR 方法无法应用
No E-field
E-field applied
速度＝地表波斜率的倒数 ＝dx/dt
速度探测 (CMP)
• CMP 采集时比较麻烦 但只需要一个点状反射体
Z x12t22 x22t12 t22 t12
V
(t412)x12
x12t22 t22
tx1222t12
6. 实验室法
可以得到非常精确的速度值（测出介质介电常数），但很少使用 :
-选择有代表性的样本非常困难 -实验室设备很昂贵 -需要耗费很多时间 -最贵的方法
透射（层析成像、雷达CT,钻孔雷达或对穿探测）
探地雷达是如何工作的？
• 发射天线发射电磁波穿透地下介质 • 穿透深度取决于介质的介电常数和电导率 • 记录反射时间 • 介质中电磁波速度一般在 50 - 150 m/µs • 工作模式: 反射（多数情况下使用）