第一節(jié)方法概述2021/12/2113探地雷達(dá)法探地雷達(dá)法(Groundpenetratingradar,GPR)，是利用一個天線發(fā)射高頻寬帶（1MHz~1GHz）電磁波，另一個天線接收來自地下介質(zhì)界面的反射波而進(jìn)行地下介質(zhì)結(jié)構(gòu)探測的一種電磁法。由于它是從地面向地下發(fā)射電磁波來實(shí)現(xiàn)探測的，故稱探地雷達(dá)。有時亦將其稱作地質(zhì)雷達(dá)。它是近年來在環(huán)境、工程探測中發(fā)展最快，應(yīng)用最廣的一種地球物理方法。2021/12/2213探地雷達(dá)法一、發(fā)展概況2021/12/2313探地雷達(dá)法隨著儀器信噪比的大大提高和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用，20世紀(jì)70年代以后，探地雷達(dá)的實(shí)際應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大，其中有：石灰?guī)r地區(qū)采石場的探測；淡水和沙漠地區(qū)的探測；工程地質(zhì)探測；煤礦井探測；泥炭調(diào)查；放射性廢棄物處理調(diào)查以及地面和鉆孔雷達(dá)用于地質(zhì)構(gòu)造填圖，水文地質(zhì)調(diào)查，地基和道路下空洞及裂縫調(diào)查，埋設(shè)物探測，水壩、隧道、堤岸、古墓遺跡探查等。2021/12/2413探地雷達(dá)法2021/12/2513探地雷達(dá)法中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)參加第19次南極科考,利用探地雷達(dá)獲得的南極艾默里冰架厚2021/12/2613探地雷達(dá)法中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)鄧世坤教授在南極進(jìn)行探地雷達(dá)科考2021/12/2713探地雷達(dá)法南極探地雷達(dá)布線2021/12/2813探地雷達(dá)法2021/12/2913探地雷達(dá)法二、方法特點(diǎn)探地雷達(dá)法的發(fā)射天線與接收天線之間距離很小，甚至可合二為一。當(dāng)?shù)貙觾A角不大時，反射波的全部路徑幾乎是垂直地面的。因此，在測線不同位置上法線反射實(shí)際的變化就反映了地下地層的構(gòu)造形態(tài)。2021/12/21013探地雷達(dá)法2021/12/21113探地雷達(dá)法2021/12/21213探地雷達(dá)法(1)發(fā)射波形調(diào)制方式2021/12/21313探地雷達(dá)法(2)天線設(shè)計2021/12/21413探地雷達(dá)法2021/12/21513探地雷達(dá)法Groundvue3最快的四通道數(shù)據(jù)采集器 4GHz,1.5GHz,1GHz, 400MHz,250MHz.2021/12/21613探地雷達(dá)法第二節(jié)基本原理與方法技術(shù)2021/12/21713探地雷達(dá)法探地雷達(dá)利用以寬帶短脈沖（脈沖寬為數(shù)納秒以至更?。┬问降母哳l電磁波（主頻十幾兆赫至數(shù)百以至千兆赫），通過天線（T）由地面送入地下，經(jīng)底層或目標(biāo)體反射后返回地面，然后用另一天線（R）進(jìn)行接收。2021/12/21813探地雷達(dá)法地質(zhì)雷達(dá)工作原理T=2*sqrt(D^2+s^2)/vDs一個脈沖子波2021/12/21913探地雷達(dá)法脈沖旅行時為當(dāng)?shù)叵陆橘|(zhì)中的波速ν(m/ns)為已知時，可根據(jù)精確測得的走時t(單位為ns，1ns=10-9s)，由上式求出反射物的深度(m)。波的雙程走時由反射脈沖相對于發(fā)射脈沖的延時進(jìn)行測定。2021/12/22013探地雷達(dá)法反射脈沖波形由重復(fù)間隔發(fā)射（重復(fù)率20kHz~100kHz）的電路，按采樣定律等間隔地采集疊加后獲得。考慮到高頻波的隨機(jī)干擾性質(zhì)，由地下返回的反射波脈沖系列均經(jīng)過多次疊加（疊加次數(shù)幾十至數(shù)千）。2021/12/22113探地雷達(dá)法若地面的發(fā)射和接收天線沿探測線以等間隔移動時，即可在縱坐標(biāo)為雙程走時t（ns）、橫坐標(biāo)為距離x（m）的探地雷達(dá)屏幕上繪描出僅僅由反射體的深度所決定的“時-距”波型道的軌跡圖。2021/12/22213探地雷達(dá)法與此同時，探地雷達(dá)儀即以數(shù)字形式記下每一道波型的數(shù)據(jù)，它們經(jīng)過數(shù)字處理之后，即由儀器繪描成圖或打印輸出。2021/12/22313探地雷達(dá)法探地雷達(dá)圖像由于呈時-距關(guān)系形式，因此，類似于地震記錄剖面，畫面的直觀性較強(qiáng)，波形圖面上同一反射脈沖起跳點(diǎn)所構(gòu)成的“同相軸”可用來勾畫出反射界面。當(dāng)然，對于有限幾何體的界面，只要返回的能量足夠，圖面的各道記錄上均可追蹤反射脈沖同相軸，這自然就歪曲了目的體的實(shí)際幾何形態(tài)。2021/12/22413探地雷達(dá)法下圖為點(diǎn)狀反射體的理論計算圖像。圖上畫了六種不同介質(zhì)波速度條件下的同相軸曲線，可以看出，點(diǎn)狀體的異常成雙曲線的一種形態(tài)，其峰頂?shù)臋M向和縱向位置即為點(diǎn)狀體的地面位置和深度。2021/12/22513探地雷達(dá)法介質(zhì)速度越小，異常峰尖就越明顯；埋深越大、天線距越大，雙曲線就越平坦。類似于地震剖面，為達(dá)到直觀效果,必須對圖像進(jìn)行偏移歸位校正。2021/12/22613探地雷達(dá)法下圖為有限幾何體埋入水中后在水面上的實(shí)測圖像，證實(shí)了計算的規(guī)律。由圖可見，在有限體的邊、角部位，常因繞射現(xiàn)象而使圖像復(fù)雜化。2021/12/22713探地雷達(dá)法第三節(jié)應(yīng)用實(shí)例2021/12/22813探地雷達(dá)法一、劃分花崗巖風(fēng)化帶2021/12/22913探地雷達(dá)法二、隧道探測2021/12/23013探地雷達(dá)法三、公路路面厚度檢測2021/12/23113探地雷達(dá)法2021/12/23213探地雷達(dá)法地質(zhì)雷達(dá)之：Groundvue1UGroundvue1U使用單一的平板電腦，在日照下可以清晰讀取雷達(dá)數(shù)據(jù)。使用方便簡單，一個人即可完成野外數(shù)據(jù)采集任務(wù)。下拆手柄可以鎖定在合適操作員的位置。Groundvue1U的形狀與Groundvue1相似。天線中心頻率為400MHz，頻率范圍為200-600MHz。2021/12/23313探地雷達(dá)法地質(zhì)雷達(dá)實(shí)例之：Groundvue1U通過Groundvue1U測量出來的６跟管子（如上圖）在軟件中可以處理后做深度切片，能很直觀的反映出管子位置和走向．2021/12/23413探地雷達(dá)法地質(zhì)雷達(dá)之：Groundvue2Groundvue2是操作界面友好而且很容易操作使用的設(shè)備。在測量前可以定義時窗和采樣間距，在測量后數(shù)據(jù)處理過程中也可以根據(jù)需要改變時窗和采樣間距．其天線中心頻率為50MHz，頻率范圍為30-100MHz。2021/12/23513探地雷達(dá)法地質(zhì)雷達(dá)實(shí)例之：Groundvue２通過該雷達(dá)探測了深度泥炭盆地的輪廓和不同材料的地層，包括泥炭下的土壤。便于研究和了解古老地形的形態(tài)。2021/12/23613探地雷達(dá)法環(huán)境調(diào)查Radar泥炭地環(huán)境調(diào)查GPSAntenna2021/12/23713探地雷達(dá)法古建筑物殘體檢測倫敦碼頭的重新改造啟用

2021/12/23813探地雷達(dá)法Fig.1.Sectionmapofsurveylineslayout2021/12/23913探地雷達(dá)法Fig.2.Radarimageofnormalzone2021/12/24013探地雷達(dá)法Fig.3.RadarimageofNo.1anomaly2021/12