地质雷达实用技术手册(20151229)
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应用领域:地质雷达在考古、市政建设、建筑、铁路、公路、水利、电力、采矿、航空等领域都有广泛应用。
地质雷达最早用于工程场地勘查:解决覆盖层厚度、松软层厚度及分布、基岩风化层界面及分布、基岩节理和断裂带、地下水分布、普查场地地下溶洞、空洞、塌陷区、地下人工洞室、地下排污巷道、地下排污管道及地下管线等,在回填等松软层上,探查深度可达20m 以上,在致密或基岩上探查深度可达30m以上;工程质量检测及病害诊断:近年来,国内外铁路公路等地下隧道、公路及城市道路路面、机场跑道、高切坡挡墙等重要工程项目的工程质量检测及病害诊断中,广泛采用雷达技术。
主要检测衬砌厚度、破损、裂隙、脱空、空洞、渗漏带、回填欠密实区、围岩扰动等,路面及跑道各层厚度、破损情况,混凝土构件中的空洞、裂隙及钢筋分布等,检测精度可达毫米级;地下埋设物与考古探察:考古是地质雷达应用较早的领域,探测古建筑基础、地下洞室、金属物品等,在城市改造中用雷达可探测地下埋设物,如电力管网、输水管道、排污管道、输汽管网、通讯管网等;隧道超前跟踪探测及预报:地质雷达可预测前方50m范围内的断层、溶洞、裂隙带、含水带等地质构造;地质雷达在矿井中的探测应用:我国煤矿及金属矿山很多,煤矿及金属矿山地质构造相当复杂,地质雷达已开始用于矿山井下,在矿井可用在掘进头前方超前探测及预测、巷道顶底板及两邦探测,主要用来探测断层、陷落柱、溶洞,裂隙带、采空区、含水带、煤厚、顶底板、瓦斯突出危险带、金属富矿带等。
技术特点:煤炭科学研究总院重庆分院吸取国内外地质雷达优点,积多年探测经验,先后研制成F、KDL系列防爆地质雷达及其探测技术,同时还引进美国SIR—10H型工程雷达和加拿大EKKO-100型雷达。
F、KDL系列防爆地质雷达由防爆工业控制机、发射机、接收机、系列天线、采集和处理软件、高速通讯线缆等组成。
可超前探测50米范围内的断层,陷落柱,含水带等地质构造。
工作方法多样灵活,可全方位探测。
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。
第一章 前 言1.1应用范围地质雷达利用主频为数十兆赫至千兆赫波段的电磁波,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。
由于地质雷达探测速度快、精度高,以及对原物体无破坏作用,所以在工程领域中有广泛的应用。
地质雷达目前已经广泛应用于如下方面: ● 探测松散堆积层与基岩界面 ● 探测地下水的水位线● 探测软弱破碎带(断层)的位置及规模● 对规模较大的裂隙及洞穴的位置和规模的确定● 坑道开挖掌子面前50米范围内的地质构造和地质灾害预测 ● 公路路基场坪地基混凝土结构质量检测 ● 各类地下管线探测 ● 地下埋设物探测 ● 防空洞位置探测 ● 超浅层地基探测● 隧道砼厚度与钢支撑密度施工质量检测 ● 地基注浆质量检测● 飞机场跑道、滑行道、停机坪病害及施工质量检测 ● 铁路路基与高速公路路基病害及施工质量检测 ● 地下及隐蔽工程水渗漏检测 ● 圈定人工填土范围与掩埋沟渠 ● 地基土壤污染圈定正是由于地质雷达有着很好的应用效果,从八十年代起,世界上许多国家都对它进行了不断的研究与开发。
随着电子技术和计算机技术的发展,这种研究开发仍在继续。
1.2 雷达探测的基本原理地质雷达是一种电磁探测技术。
静止的电荷分布或电流分布,激发稳定电场。
稳定电场不随时间变化,不向外辐射能量。
如果场源的电流随时间变化,就激发变化的电场,变化的电场在其周围激起变化的磁场,变化的磁场又要激起变化的电场,变化的电场和磁场由近及远地传播出去,形成电磁场。
在无源空间中,电磁场的发射、传播、反射、折射及绕射满足如下的麦克斯韦尔方程:(1–1)∇⨯=H D t ∂∂εμ=1V 0)()(22='+z E k dz z E d(1–2)(1–3)(1–4)其中:通过对式(1-1)和式(1-4)求解,可得:(1–5)(1–6)其中:从上两式中可以看出,该方程组具有波动方程的形式。
雷达技术手册一、引言雷达技术是一种重要的电子技术,可以在空气、海洋、陆地等不同介质中,探测、追踪并识别目标信息,具有广泛的应用价值。
本手册旨在介绍雷达技术的基本概念、原理、分类、应用等方面内容,以期为雷达从业人员以及相关领域研究人员提供指导。
二、概述雷达技术指的是雷达系统运用的一系列相关技术,包括雷达信号处理、雷达波形设计、雷达天线设计、雷达回波信号处理与识别等方面。
雷达技术主要通过传感器感知目标的位置、运动等参数,进而研究目标的特征,实现目标的识别与跟踪等目的。
其主要应用领域包括天气预报、导航定位、军事侦察等。
三、雷达技术的基本原理雷达技术利用电磁波(如微波、X射线)、声波、光学波等信号向目标发射,然后对回波信号进行采集、处理和分析,从而得到目标特征信息。
雷达技术的基本原理包括以下几个方面:1.电磁波的发射与接收;2.雷达回波信号的处理;3.雷达信号的分析与识别;4.雷达系统的跟踪与定位。
四、雷达技术的分类雷达技术按照其应用领域、工作频率、工作方式等可分为各种不同类型,如:1.按应用领域可分为气象雷达、军事雷达、民用雷达等;2.按工作频率可分为口径雷达、相控阵雷达等;3.按工作方式可分为主动雷达、被动雷达等。
五、雷达技术的应用雷达技术在军事、民用、科学等方面都有广泛的应用,主要包括:1.军事方面:雷达在军事上可以用来探测、跟踪和识别敌军舰艇、飞机等目标,同时也可以用来纠正舰艇、飞机等平台的航向、俯仰和横滚等参数;2.民用方面:雷达在民用航空、海洋等方面可以用来进行导航、遥测、航管、天气预报等工作;3.科学方面:雷达在科学研究中可以用来探测天体、地质勘探等领域。
六、结论综上所述,雷达技术是一种重要的电子技术,在探测、追踪以及识别目标方面具有广泛的应用价值。
本手册对雷达技术的基本概念、原理、分类、应用等方面进行了介绍,希望对从事雷达领域研究的人员以及相关领域研究人员提供帮助。
地质雷达操作规程 ( 总 9 页 )--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可---- 内页可以根据需求调整合适字体及大小--1、地质雷达法合用范围地质雷达法可用于地层划分、岩溶和不均匀体的探测、工程质量的检测,如检测衬砌厚度、衬砌暗地里的回填密实度和衬砌内部钢架、钢筋等分布,地下管线探查及隧道超前地质预报等。
2、地质雷达主机技术指标:(1)系统增益不低于150dB;(2)信噪比不低于60dB;(3)采样间隔普通不大于、A/D 模数转换不低于16 位;(4)计时误差小于1ns;(5)具有点测与连续测量功能,连续测量时,扫描速率大于64 次/秒;(6)具有可选的信号叠加、实时滤波、时窗、增益、点测与连续测量、手动与自动位置标记功能;(7)具有现场数据处理功能,实时检测与显示功能,具有多种可选方式和现场数据处理能力。
3、地质雷达应符合下列要求:(1)探测体的厚度大于天线有效波长的1/4,探测体的宽度或者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聂菲儿带半径。
(2)测线经过的表面相对平缓、无障碍、易于天线挪移。
(3)避开高电导屏蔽层或者大范围的金属构件。
4、地质雷达天线可采用不同频率的天线组合,技术指标为:(1)具有屏蔽功能;(2)最大探测深度应大于2m;(3)垂直分辨率应高于2cm。
5、现场检测(1)测线布置1、隧道施工过程中质量检测应以纵向布线为主,横向布线为辅。
纵向布线的位置应在隧道的拱顶、摆布拱腰、摆布边墙和隧道底部各布置一条;横向布线可按检测内容和要求布设线距。
普通情况线距8~12m;采用点测时每断面不少于6 点。
检测中发现不合格地段应加密测线或者测点。
2、隧道竣工验收时质量检测应纵向布线,必要时可横向布线。
纵向布线的位置应在隧道拱顶、摆布拱腰和摆布边墙各布一条;横向布线线距8~12m;采用点测时每断面不少于 5 个点。
需确定回填空洞规模和范围时,应加密测线和测点。
3 、三线隧道应在隧道拱顶部位增加2 条测线。
地质雷达S I R用户手册公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]TerraSIRch SIR-3000用户手册美国地球物理测量系统公司TerraSIRch SIR-3000用户手册 (1)第一部分介绍 (1)仪器配置Unpacking Your System (1)概述General Description (1)硬件连接Hardware Connections (1)第二部分启动和设置TerraSIRch (6)硬件设置Hardware Setup (6)系统启动与显示 Boot-Up and Display Screen (8)数据显示窗口 Data Display Windows (9)系统模式和菜单:概述 System Modes and Menus (10)系统菜单SYSTEM (10)采集菜单COLLECT (12)雷达Radar (12)扫描SCAN (13)增益GAIN (15)信号位置POSITION (16)滤波器FILTERS (17)回放菜单PLAYBACK Menu (18)扫描SCAN (18)处理PROCESS (19)输出菜单OUTPUT Menu (19)显示DISPLAY (19)数据传输Transfer (20): 命令栏Command Bar (20)参数设置模式In Setup Mode (20)运行模式(In RUN Mode) (22)第三部分 TerraSIRch设置采集参数 (24): 二维采集参数设置 (24)第一步:系统启动 (24)第二步:检查参数 (24)打开参数设置文件 Load SETUP (24)测量轮标定 Survey Wheel Calibration (25)测量轮的缺省设置: (26)检查时间窗口 Check RANGE (27)检查扫描数/单位距离 Check SCN/UNIT (27)检查增益 Check GAIN (28)第三步:资料采集 (28)TerraSIRch模式下设置参数采集单个文件以做三维测量 (29)第一步:系统启动。
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。