地质雷达在地下水有机污染调查方面的应用研究进展

地质雷达作为一种物探方法,应用于环境地质调查已有若干年历史.但应用于地下水及土壤的有机污染调查,目前在国内还未见诸报道.叙述了地质雷达的工作原理,阐明了地质雷达在地下水有机污染调查工作中的应用条件、应用效果,并列举部分国外应用实例.     

侧视雷达技术在地质研究上的应用

侧视雷达技术应用于多种勘查项目中,它具有全天候和夜间成象的能力、连续倾斜照射和宽广的视域,强烈立体感和图像清晰的特点。本文以桂东南某地侧视雷达图像的地质分析为例,说明侧视雷达技术在地质研究上的应用效果。     

探地雷达在城市地铁工程中的应用

以北京黄庄地铁站工程为例,阐述了探地雷达应用于地铁车站施工中预测不良地质的几个成功实例,说明了黄庄地铁站的不良地质情况和地质预报的重要性,为探地雷达在地铁工程勘查中的地质预测积累了一定的经验和方法.     

地质雷达在工程建设方面的应用

地质雷达是浅部勘探的一种有效的勘探方法，广泛地应用于工程地质勘察，水文地质调查，以及地质灾害调查等方面，本文简要地叙述了地质雷达的探测原理，介绍了它在工程建设方面的应用，结合实例，展示其作为一种快速，准确的探测技术，具有良好的应用效果和广阔前景。     

探地雷达在工程地质勘察中查寻土洞的应用效果

探地雷达在工程地质勘察中查寻土洞的应用效果胡晓光（广东省地质物探工程勘察院，花都市５１０８００）探地雷达是近年来才逐渐广泛应用于工程地质勘察的一种物探技术新方法，由于它相对其它物探方法更具有勘察精度高、勘探费用低、施工速度快、野外工作方法灵活、方便等...     

地质雷达超前预测不良地质体图像的智能识别

采用GPR地质雷达进行隧道超前地质预报,当掌子面前方存在溶洞时,地质雷达时间剖面常出现双曲线特征图形。针对这一比较成熟的先验知识,提出采用神经网络模式识别方法自动识别地质雷达图像中的双曲线,以此实现智能预测掌子面前方溶洞这一不良地质体。结果表明,这一方法是可行的。      

钦州保税港区吹填陆域路面塌陷探测研究与成因分析

基于数值模拟及工程实例,针对钦州保税港区吹沙回填陆域路面塌陷,利用地质雷达探测方法对其进行研究,并就其病害成因机理进行分析。首先采用有限差分数值模拟法,利用地质雷达对吹沙回填陆域地区路基病害探测进行模拟试算,其次利用地质雷达对钦州保税港区路基病害情况进行探测,最后结合测区地质特征及施工工艺对塌陷进行成因分析。结果表明:利用地质雷达法对吹沙回填陆域地区路面病害进行调查的效果良好,这对类似地区应用地质雷达进行路面病害探测提供了理论与实践依据,同时,研究区道路坍塌成因具有沿海吹填陆域地区的特殊性,病害位置与地下管道分布有着显著的对应关系,这为管养单位进行病害处治提供了科学依据。     

干旱地区地下埋藏物的地质雷达探测方法

地质雷达应用于探测地下工程,常通过探测地下开挖区域间接地寻找目标。对因回填或坍塌空洞不明显的开挖区域,须通过研究开挖区边界以及地层缺失的雷达影像扰动特征,判定开挖区范围。现场探测实验表明,这种探测方法较准确,误差在允许范围内,达到了预期。同时,对干旱地区地质雷达探测地下埋藏物开挖区域的方法和影像特征进行分析和总结。     

探地雷达在堤坝隐患检测中的应用

堤坝疏松是水利工程中常见的一种工程灾害,它对堤坝安全带来了极大的安全隐患。而探地雷达法具有无损、高效、精准的特点,因此越来越多的被应用于堤坝安全检测中。本文在介绍探地雷达的基本原理上,结合实测地质雷达图像,并通过现场静探验证,分析并指出堤坝疏松区域在地质雷达图像中的异常特征,为堤坝防护治理设计提供可靠的依据。     

探地雷达在公路工程建设中的应用

探地雷达作为一种高精度无损探测新技术，已广泛应用于工程勘察各领域，具有探测速度快、定位准确、轻便灵活、可实现连续透视扫描以及二维彩色图像实时显示等优点。不同的地质条件，探地雷达将表现为不同的波谱特征。文章在分析了探地雷达的分辨率与地层介质、探测深度、天线频率的基础上，例举了其在第四系地质、活动断裂、滑坡、土体性质等不同地质条件下的探测效果。     

随机介质中的探地雷达叠前逆时偏移成像

为了更好地分析探地雷达(GPR)叠前逆时偏移算法对实际地下随机分布介质的成像效果,采用随机过程的谱分解和混合型自相关函数理论构建了不同自相关长度的GPR随机介质模型。基于时域有限差分法(FDTD)构建了GPR叠前逆时偏移成像算法,其中FDTD用于计算正传和反传电磁波场,归一化互相关成像条件用于获取逆时偏移成像剖面。在此基础上,利用该算法对两个随机介质模型的多偏移距正演数据进行计算,并与相应背景介质为均匀介质的逆时偏移结果进行对比。结果表明:电磁波在随机介质中散射强烈,反射波扭曲变形、不连续,形成了明显的随机扰动,致使逆时偏移成像剖面的空间分辨率更低,低频噪声更强;自相关长度是影响随机介质中异常体成像效果的主要因素,自相关长度越小,异常体的成像越清晰,自相关长度越大,异常体的成像效果越差,且不易被识别。     

瞬时属性估计器在探地雷达数据处理中的应用

为了提高浅层埋藏目标识别的瞬时物理属性的精度,根据极平坦频率特性有限脉冲相应滤波器的思想,首次提出用它作为微分器和延时器组成解析信号瞬时属性估计器（FIFM）,对探地雷达信号的瞬时属性进行提取。结果表明,瞬时属性剖面的分辨率得到了明显的提高;采用瞬时属性估计器进行探地雷达信号瞬时参数的研究是一种非常有效的方法,可用于公路、桥梁、隧道等结构物的无损检测数据分析。      

Estimating geometrical parameters of cylindrical targets detected by ground-penetrating radar using template matching algorithm

In the current research, the ground-penetrating radar (GPR) method has been employed to identify physical and geometrical parameters of buried cylindrical structures using the pattern recognition approach. To achieve this goal, the well-established mathematical relationships between geometrical parameters of cylindrical target (radius, burial depth, and horizontal location) and the associated GPR hyperbolic response characteristics are employed using the template matching method. In order to validate the applicability of the template matching method in providing estimates of such parameters, the method is first examined on GPR responses of synthetic models with known geometrical parameters followed by applying on real data using two different similarity criteria including 2-D spatial convolution and normalized cross correlation in the wave number domain. In the first step, the GPR responses of 71 synthetic models encompassing one, two, and three horizontal cylinders were produced using the improved 2-D finite difference in frequency domain. Then, appropriate preprocessing sequences to reduce random noise caused by forward modeling were applied on synthetic data. The proposed algorithm applied on several synthetic model responses could estimate the known geometrical parameters of the buried cylinders with acceptable accuracy (maximum error of 15%). The template matching algorithm was also used to extract geometrical parameters of water and wastewater pipes buried in Imam Hossein Square, Isfahan city, as real GPR data. Depending on environmental conditions and subsurface host formation, the real GPR data normally contain a variety of noises; therefore, a series of appropriate objective preprocessing and processing stages were designed in order to apply on real GPR images before deploying template matching algorithm. The applicability of the template matching algorithm on real data and validity of the estimated parameters were proved based on assessing the accuracy of the estimated geometrical parameters of respective pipes through GPR response versus the measured parameters. The proposed algorithm was designed in such a way that all steps of estimating geometrical parameters of buried cylindrical targets are automatically carried out.     

综合多频率地质雷达天线探测活断层浅层结构——以玉树活动断裂为例

地质雷达技术具有操作性强、分辨率高、探测深度深、对地表环境无破坏和可重复探测等特点,在活断层探测中具有很大的优势。为验证综合多中心频率地质雷达天线探测活断层地下浅层结构效果,以民主村处发育的玉树活动断裂为研究对象,采用25 MHz、100 MHz、250 MHz和500 MHz中心频率的地质雷达天线对活断层浅层结构进行探测,并与探槽剖面进行效果对比。研究结果表明:低中心频率的地质雷达天线（25 MHz和100 MHz）可获取大范围内深度较深（约32 m）的活断层地下浅层结构的整体形态,从雷达图像上可识别出主断层分布范围、断层倾向及地下浅层结构等;而中高中心频率的地质雷达天线（250 MHz和500 MHz）则可获取局部范围内深度较浅（约3 m）的地下浅层结构,尤其是500 MHz天线。探测结果与地表构造地貌形态和探槽剖面地质构造一致,表明综合多中心频率地质雷达天线探测玉树活动断裂浅层结构的有效性和适用性,为活断层研究提供多尺度数据及方法支持。      

全极化探地雷达地下管道分类识别技术

常规探地雷达大多数是单极化雷达,单极化雷达只能获得单极化数据,对复杂环境中管道准确快速地识别比较困难。为了解决此问题,本文采用了全极化探地雷达识别管道的方法,提取了单一管道目标、多个管道目标中任何一个管道目标和受其他目标影响的管道目标的极化属性。结果表明,全极化探地雷达技术对处于极化属性受到影响环境下的管道目标均能较好地识别。因此,全极化探地雷达能够获得更加全面的目标体极化信息,有效地解决了复杂环境中管道准确快速识别比较困难的问题。     

探地雷达数据可视化方法

采用文件映射降低大数据量探地雷达(GPR)数据显示对计算机内存的需求,同时使GPR数据可以当作一维数组进行数据处理,方便对数据的随机、实时访问;应用直接写位图、视区分割的成图方案,实现对GPR数据的实时显示;通过位图调色板实现GPR数据调色板,灵活应用该技术可使本来需要对原始数据进行大量运算的算法通过调整调色板实现,提高了GPR数据处理的速度。     

不同物理和几何参数条件下滑坡要素的地质雷达探测响应研究

利用改进的时域有限差分算法,对不同物理和几何参数条件下各种滑坡要素组成的综合模型进行数值模拟,研究滑带厚度、滑带充填介质、滑体岩土类型、滑坡裂缝等的地质雷达探测响应效果。研究结果表明,具有各自物理和几何参数的滑坡要素与地质雷达响应特征之间存在一一对应的数学关联,通过这种关联可以从野外实测数据中有效提取和判读滑坡要素的类型及物理几何特性,为滑坡稳定性评价提供地球物理依据。为了展示该研究成果的适用性,以三峡库区将军滩滑坡的地质雷达野外实测数据为例进行解释推断,成功识别出滑坡体的滑带埋深及分布、滑体的裂缝发育程度等情况,为评价滑坡稳定性,合理优化滑坡治理方案提供了科学参考。     

地质雷达方法检测隧道衬砌质量研究

在铁路、公路和电站等项目的建设中,隧道隐蔽工程所占比例较大。为了严格控制隧道的施工质量,检测方法由传统的破检向无损检测转变,并对无损检测的精度要求也越来越高。由于探地雷达技术具有高效率、高分辨率和异常图像直观等突出优点,因此,该方法广泛应用于隧道隐蔽工程的质量检测中。这里从地质雷达方法原理出发,从理论上研究了电磁波在隧道衬砌内的传播规律、反射能力和基本雷达图像特征,并结合工程实例,总结了正确判识各类雷达异常的经验,提出了常用的反演计算方法。     

地质雷达的应用条件探讨

地质雷达是浅部勘探的一种有效的勘探方法。本文对其应用条件进行了探讨,特别研究了导电率、介电常数、探测频率3个主要因素对地质雷达探测的影响。研究结果对地质雷达的应用具参考指导作用。