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地质雷达基础知识(一)一、教学内容本节课的教学内容来自小学科学教材第六册第五章节“地球的秘密”。
该章节主要介绍了地质雷达的基本概念、工作原理及其在地质探测中的应用。
具体内容包括地质雷达的定义、组成部分、工作原理、使用方法以及探测结果的解读等方面。
二、教学目标1. 让学生了解地质雷达的基本概念，知道地质雷达在地质探测中的重要作用。
2. 学生能理解地质雷达的工作原理，并能简单描述其工作过程。
3. 学生能够运用地质雷达的知识，解决实际问题。
三、教学难点与重点重点：地质雷达的基本概念、工作原理及其在地质探测中的应用。
难点：地质雷达工作原理的理解和实际应用。
四、教具与学具准备教具：PPT、地质雷达模型、实物图片等。
学具：笔记本、彩笔、练习册等。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示地震灾区现场，引导学生关注地质探测技术在灾后救援中的重要作用，进而引出地质雷达的概念。
2. 知识讲解：介绍地质雷达的定义、组成部分、工作原理及其在地质探测中的应用。
通过地质雷达模型的展示，让学生更直观地理解地质雷达的工作原理。
3. 例题讲解：分析实际探测案例，让学生了解地质雷达在地质探测中的应用，培养学生运用地质雷达知识解决实际问题的能力。
4. 随堂练习：设计一些有关地质雷达的练习题，让学生巩固所学知识。
5. 板书设计：板书地质雷达的基本概念、工作原理及其在地质探测中的应用。
6. 作业设计：题目1：请简要描述地质雷达的基本概念。
答案：地质雷达是一种利用电磁波探测地下目标的仪器，主要由发射装置、接收装置和数据处理装置组成。
题目2：请解释地质雷达的工作原理。
答案：地质雷达通过发射装置发射电磁波，当电磁波遇到地下目标时，会发生反射。
接收装置接收这些反射回来的电磁波，并通过数据处理装置分析，从而得到地下目标的信息。
题目3：请举例说明地质雷达在地质探测中的应用。
答案：地质雷达可以用于探测地下水位、查找地下管线、探测地下溶洞等地质现象。
在地震灾区，地质雷达还可以用于探测被埋压人员的生存状态。
第一篇SIR—3000操作探讨1。
GSSI简介便携式透地雷达美国GSSI是目前世界上最好的生产地质雷达的厂家，它的产品遍布全球，目前超过1800套,占全球销量80%以上,在中国200余套，占中国市场份额的75％以上。
创始于1969年的美国地球物理探测公司（GSSI公司)，是世界上第一家专业研制探地雷达的公司,其前身为美国宇航局。
随着60年代末期美国宇航局专门为阿波罗计划所研制的专用仪器，成功地探测到月球表面尘埃之后，世界上第一台进入民用的商用探地雷达得以在美国推出，它就是美国GSSI公司生产的SIR系列探地雷达的前身。
它用电磁波为地质勘察服务，为勘察方法起到了革命性的推动作用。
注释：不要使用Windex或其它脱氨的玻璃清洁器来清洁显示屏，因为这会损坏涂层。
只需使用一个清洁的、轻微潮湿的布来轻柔地擦洗屏幕.位于该部件前部的电池槽接收10.8伏的锂离子可充电电池。
完全充电电池的测量时间近似为3小时。
电池是可以再充电的,方法是采用任选的电池充电器来充电,或通过简单地把电池留在该部件内，把该部件与标准交流源连接起来，然后把系统放在备用模式下进行。
给一个电池再充电的时间近似为4 到5小时。
务必保持电池槽遮盖在该部件上，在使用中保证没有灰尘或污垢进入该部件内部。
2.探测原理H=vf3。
硬件连接在该部件的背部,SIR-3000有六个连接器和一个用于记忆卡的槽.顶排五个连接器从左到右依次是:交流电源，串行输入/输出（RS232)，以太网，USB-B，USB-A。
注:如果你没有使用测量轮的话,用户标记对记录所通过的距离是有帮助的。
对记录诸如圆柱，树，凹坑等障碍物的位置来说，用户标记也是有帮助的。
3. 启动和屏幕显示第一个是TerraSIRch。
用TerraSIRch模式可以对所有数据采集参数进行完全控制。
QuickStart 引导是对每个其他模式都有用的.按TerraSIRch按钮。
过一会儿，你将看到屏幕被分成了三个窗口,并且有一个条运行穿过屏幕底部,该条带有上面六个功能键的命令。
精品资料地质雷达使用讲义........................................摘要: 针对铁路隧道施工中可能出现的质量问题,利用地质雷达技术进行隧道工程质量检测。
针对铁路隧道,给出地质雷达在无损检测应用中的工作方法,包括测线布置、采集参数设定、现场检测和后期资料处理解释。
通过对现场数据处理分析,可以精确探测衬砌厚度,确定钢筋及格栅钢架的分布位置及数量,查明衬砌背后特别是拱顶存在的空洞和回填不密实区域。
使用地质雷达对隧道混凝土衬砌结构进行检测,实践证明技术方法是切实可行的前言地质雷达法以其无损性、高效率、高分辨率等优点,正逐渐成为地下隐蔽工程调查的一种有力工具,现已广泛应用于工程地质勘察、建筑结构调查、无损检测、水文地质调查、生态环境等众多领域。
随着交通事业的发展,隧道的大量建设,隧道病害也屡见不鲜。
应用地质雷达检测隧道衬砌,在铁路、公路部门中已经普遍展开。
应用地质雷达进行隧道衬砌检测已有很多研究。
检测内容主要包括:隧道衬砌的厚度、隧道衬砌背后回填物的密实状态、隧道衬砌背后与围岩的脱空区域、围岩的状态及其地下水向隧道侵入的通路等方面。
由于高频电磁波在介质中的高衰减性,使得该方法的应用受到一定的限制。
地质雷达的检测效果不仅与地质雷达本身的技术,还与较多影响因素相关,因而使得实际工程中很多检测效果并没有达到预期的目的。
因此,有必要分析影响应用地质雷达技术检测效果的主要因素,解决地质雷达在隧道检测中的有关技术问题,以便进一步提高检测水平。
1．地质雷达检测隧道衬砌目的隧道衬砌的质量检测主要包括:①隧道衬砌厚度，②隧道衬砌背后未回填的空区，③复合式衬砌中两层衬砌间较大的空段，④施工时坍方位置及坍方的处理情况，⑤衬砌混凝土回填密实度。
有时还可检测围岩中地下水向隧道侵入的位置。
近几年来采用探地雷达来做主要检测手段的越来越多。
这是由于与其它方法相比，作为沿测线作扫描检测的探地雷达工作效率较高。
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。
美国地质雷达隧道超前预报工作介绍目前我们国家地下隧道建设工作量大，地质条件复杂，有灰岩地区、花岗岩地区、黄土高原、第四季覆盖等等。
隧道开挖中常常遇到岩溶发育、出现大的空洞，充水或者充泥，有时地下暗河发育；也会遇到构造带，或者岩石破碎，同时地下水发育，这给隧道开挖和建设造成很多困难，同时也给隧道运营造成一定的隐患。
因此需要采用一定的手段对这些地质构造和地质灾害进行探测和预报，提前采取措施来排除灾害。
工作任务为了能够探明隧道开挖面(俗称"掌子面")前方的地质构造，通常采用多种方法进行综合分析、探测、预报。
常见的方法有：地质分析，地球物理探测(声波法、直流电法、电磁波方法)，钻孔方法，或者超前导洞等等。
采用各种地球物理方法进行探测，分别给出探测结果，综合地质构造情况，进行综合解释，给出掌子面前方的地质构造和可能的地质灾害信息。
探测前提条件隧道开挖中遇到的地下材料或者介质，主要有石灰岩、花岗岩、大理岩、砂岩、第四季覆盖、沙土、黄土，还有地下水、空洞等等。
由于这些材料的物理性质有很多种，比如密度、导电率、介电常数、磁导率等等。
声波超前预报。
由于密度不同、声波传播速度不同，可以采用声波法进行探测，出现了地震波超前预报。
直流电法超前预报。
根据导电率的差异采用直流电法，预报掌子面前方材料的导电率差异，尤其是含盐份的地下水表现为良导体、而空气为高阻体；地质雷达预报。
根据导电率、介电常数、磁导率的差异，采用地质雷达高频电磁波方法进行探测，获取掌子面前方材料的介电常数差异信息，瞬变电磁预报。
由于岩石、土壤、水、空气的电磁响应不同，采用瞬变电磁方法探测材料的差异。
目前这4种方法在隧道超前预报中都有使用，尤其是地质雷达超前预报方法得到了普遍使用，利用地质雷达方法在隧道掌子面上进行探测，对隧道开挖超前预报，下面介绍这部分内容。
探测仪器地质雷达方法通常采用高频电磁波发射法工作，频带范围为几兆赫兹到几千兆赫兹，不同的频率探测深度不同，低频电磁波探测深度较大，因而出现了不同中心频率的天线，商业地质雷达通常采用窄脉冲宽频带电磁波信号工作，一般情况下100兆天线在土壤、破碎的岩石、基岩上探测深度范围从几米到十几米甚至30米左右。
1.11.2110021000501 2 31.5 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）1.7 探地雷达市场主流产品进口地质雷达1.美国地球物理探测仪器公司(GSSI) SIR系列2.微波联合公司(M／A—Com，Inc．) Terrascan MK雷达3.日本应用地质株式会社(OYO公司) GEORADAR系列4.加拿大探头及软件公司(S&S)的Pulse EKKO系列5.瑞典MALA公司的RAMAC雷达系列6.意大利IDS公司的RIS系列雷达7.瑞典ImpulseRadar公司系列探地雷达1.7 探地雷达市场主流产品国产地质雷达：1.中国电波所LTD系列探地雷达2.中国科学院电子学研究所得CAS系列3.中国矿业大学的GR系列探地雷达4.青岛中电众益智能科技公司的GER系列5.大连中睿的ZRY系列GSSI公司SIR系列天线图中从左到右从上到下依次是200M天线、400M天线、900M天线、低频组合天线、100M天线、1500M天线，国内常用100M、200M、400M、900M天线，天线频率越高，体积越小，采集精度越高，采集深度越浅，需要与地面间的贴合更紧密1.8 地质雷达探测系统原理（1）利用单体天线发射高频电磁波，基于地下介质介电常数的差异发生的反射来判定。
（2）主机传输一个电信号给天线端，天线发射单元将电信号转化为电磁波发射出去，天线接收单元接收到外界反射的电磁波后转化为电信号再传回主机。
（3）高频电磁波在地层中的传播：对于普通的二维测试主要通过共偏距的方式，同时拖动发射和接收单元的方式来测试（即拖动一体式雷达本身），测试过程中可以得到地下的构造信息电磁波传播的时间为双程时间，从地表开始往下遇到界面会反射回来被接收，电磁波在空气中的传播速度快，用时短，在地下传播的速度也快，用的时间也短，一般用ns表示（即为10-9秒）（4）高频电磁波信号传播形式模拟离天线越近的区域电磁波能量越集中，呈球面扩散；离天线越远的区域电磁能量越分散，呈平面扩散一般现场测试时测线方向与钢筋、管线的走向是相互垂直的，若同向则不易检测出。
第一讲地质雷达的应用领域探地雷达(Ground Penetrating Radar，简称GPR)，又称地质雷达，是近些年发展起来的高效的浅层地球物理探测新技术，它利用主频为数十兆赫至千兆赫兹波段的电磁波，以宽频带短脉冲的形式，由地面通过天线发射器发送至地下，经地下目的体或地层的界面反射后返回地面，为雷达天线接受器所接受，通过对所接受的雷达信号进行处理和图像解译，达到探测前方目的体的目的。
与传统的地球物理方法相比，探地雷达最大的优点就是具有快速便捷、探测精度高以及对原物体无破坏作用。
因此，探地雷达在道路建设和公路质量检测领域已逐渐被认识到并广泛应用起来。
地质雷达自上世纪80年代中期开始应用至今将近20年了，其应用领域逐渐扩大，在考古、建筑、铁路、公路、水利、电力、采矿、航空各领域都有重要的应用，解决场地勘查、线路选择、工程质量检测、病害诊断、超前预报、地质构造等问题。
1.1 工程场地勘察地质雷达最早用于工程场地勘查，解决松散层厚度分布，基岩风化层分布，以及节理带断裂带等问题。
有时也用于研究地下水分布，普查地下溶洞、人工洞室等。
在粘土补发育的地区，探查深度可达20m以上，效果很好。
1.2 埋设物与考古探察考古是地质雷达应较早的领域，在欧洲有成功的实例，如意大利罗马遗址考古、中国长江三峡库区考古等项目都应用了雷达技术。
利用雷达探测古建筑基础、地下洞室、金属物品等。
在现今城市改造中，有时也需要了解地下管网，如电力管线、热力管线、上下水管线、输气管线、通信电缆等，这对于地质雷实是很容易的。
目前地质雷达为地下管线探测发展了高分辨3D探测系统及软件，如PATHFINDER雷达、R I S-2K/S等雷达都可以胜任这类工作，不但可探测到水平位置分布，还可以确定其深度，得到三维分布图。
雷达考古雷达探测管道1.3 工程质量检测工程检测近年应用领域急速扩大，特别是在中国的重要工程项目中，质量检测广泛采用雷达技术。
铁路公路隧道衬砌、高速公路路面、机场跑道等工程结构普遍采用地质雷达检测。
