地质雷达技术应用.ppt
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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。
地质雷达(GRP)检测技术应用XX公司一、前言随着铁路客运专线的陆续施工, 隧道工程以其改善线形、缩短里程和环境保护等无比的优越性和重要作用, 成为路客运专线建设工程结构的重要组成部分。
但隧道施工中因现有的施工方法及工艺、施工者的偷工减料以及检测控制、施工管理不到位等原因引发的质量通病, 一直是工程管理部门十分关注的问题。
地质雷达探测技术的广泛应用成为解决这一施工难题的有效手段。
地质雷达(GPR)是近十余年来迅速发展起来的一种无损伤高精度的物理探测技术, 在工程地质勘测、古遗址探测、地下埋设物探测和地下污染带划分等方面已得到较广泛应用。
在控制隧道施工时运用地质雷达进行隧道施工超前地质预报、支护结构的质量检测, 在指导隧道工程施工中, 对加强工程进度、质量和安全管理, 提高隧道施工技术水平方面发挥着巨大作用。
作为一种无损检测技术, 地质雷达(GPR)以其仪器较为轻便、检测快捷、操作方便、精度较高和检测结果能以图象方式实现实时显示等优点, 成为一种控制隧道施工质量的有效手段。
二、地质雷达(GPR)检测的原理地质雷达(GPR)是利用电磁波在传播过程中遇到电性界面会发生较强烈的散射原理, 通过向被测介质发生高频电磁宽带脉冲, 并接收由被测介质反射的回波信号, 通过对接收到的反射波进行分析即可推断被测体的情况。
电磁波在介质中传播时, 其路径、电磁强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化。
仪器大体上可分为主机和天线两大部分组成。
主机由显示、控制和储存三部分构成;天线由发射和接收两部分构成。
发射部分由脉冲发生电路和发射天线构成, 产生并发射尖峰脉冲电磁波;接收部分由接收天线、高频放大电路和采样电路构成, 接收的高频信号经放大后, 由采样电路变换为低频信号, 然后送到处理电路;控制部分由基准同步信号发生器、采样控制器和信号处理器等部分组成。
接受到的信号在主机上可以显示、回放和储存, 以便作进一步数据处理和分析图1 地质雷达反射探测原理图发射天线发射的尖峰脉冲电磁波与其行进的速度有如下关系:V =c/√ε式中: v——电磁波在某一材料介质中传播的速度(m/ns);c——电磁波在真空中的传播速度, 等于光速(m/ns);ε——介质的相对介电常数, 无量纲。