探地雷达在基坑岩溶勘查中的应用

在山东省的中部地区,城市建筑物大都经过岩溶十分发育的灰岩区。因此,建筑物施工中会遇到很多的溶洞、溶蚀带等各种不良地质现象,为保证施工安全,减少地质灾害损失,必须在工程施工前开展岩溶灾害等探测工作。探地雷达具有分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图像显示、无损探测等优点,已在岩土工程勘察等方面取得了较好的效果【1-3】,笔者结合济南市章丘项目实例,探讨探地雷达在灰岩岩溶、溶洞中的相关应用。     

探地雷达在工程勘察中的应用实例

通过列举四个探测实例(钢筋探测、防空洞探测、孤石探测和溶洞探测),简要介绍了探地雷达在工程勘察中的应用及效果。     

多次覆盖技术在探地雷达勘探中的应用

多次覆盖技术作为一种增强信号、压制干扰的方法,广泛用于地震勘探工作中,可以大大提高有用信号的信噪比。本文作者把多次覆盖技术引入探地雷达测量工作中,通过与剖面法作对比试验来论证多次覆盖技术在探地雷达勘探中应用的可行性及优缺点。作者根据试验资料总结探地雷达工作中雷达波传播规律、工作参数、资料处理方法,对丰富探地雷达勘探技术作了一次有益的尝试。     

RIS-K2型探地雷达在广州市管线普查中的应用

探地雷达作为一种新的探测方法,在城市管线探测过程中得到了越来越广泛的应用。本文结合RIS-K2型探地雷达在广州市管线普查中的实际应用,阐明了探地雷达的工作原理和方法,并得到了一些有意义的结论。     

探地雷达技术在古墓完整性探测中的应用

介绍了应用探地雷达探测地下古墓的原理及技术，阐述了该技术的基本方法及其数据图像处理过程，通过对湖南西部某处古墓的完整性探测，表明探测效果良好。     

小波理论在探地雷达信号处理中的应用

探地雷达(ground penetrating radar—GPR)系统已成为浅层地下探测的有效手段并在地质勘探、城市建设、水文勘测、环境工程、考古等领域发挥着重要作用．信号处理质量是雷达技术能否成功运用的关键．本文对近年来探地雷达信号处理方面的文献进行了综合,对探地雷达技术中常用的数据处理技术作了阐述,重点分析了小波理论在探雷达信号处理中的应用,最后就小波变换理论在探地雷达中的应用前景提出了一些展望．     

路用探地雷达的应用技术研究进展

有效、无损、快捷、简便是公路检测技术发展的方向，当前国内外先进的浅层勘探技术——路用探地雷达检测，以其无损、快捷以及浅层高分辨率的优势被迅速应用于公路检测。本文对近年来路用探地雷达技术的发展及应用情况进行了介绍，详细分析了探地雷达的工作原理、系统组成结构。就探地雷达在公路建设、维护过程中的应用情况进行了系统总结。     

带有低通滤波的广义S变换在探地雷达层位识别中的应用

同其它分析时变信号的方法相比,S变换具有独特的优点.但是S变换的时窗函数形式固定,限制了其在信号分析和处理中的应用.针对这一问题,本文对S变换进行了改进和推广,在S变换的时窗函数中引入调节参数,同时将低通滤波函数融入其中,提出了一种广义S变换.通过调节参数大小来调节广义S变换的时间分辨率和频率分辨率,从而使该变换具有很强的适用性.本文使用该变换对实测探地雷达数据进行了层位识别研究,取得了较好的效果.     

探地雷达在多年冻土工程地质勘察中的应用效果研究

由于融土和冻土之间存在明显的电性差异,使探地雷达成为研究多年冻土的有效手段之一.本文结合工程实例,对探地雷达在青藏高原多年冻土工程地质勘察中的应用效果进行了现场试验研究.分析了探地雷达探测多年冻土的物理前提条件,总结了多年冻土主要地质要素的雷达图像特征和探地雷达在多年冻土工程地质勘察中的实际应用效果.研究表明融土与冻土的雷达图像特征存在明显差异:融土雷达反射波为低频强宽振幅的稀疏波,波形较杂乱;冻土反射波为高频低振幅细密波,波形较为规则;探地雷达可较为准确地划分地层、识别多年冻土上限、确定多年冻土分布范围,但尚不能有效确定多年冻土的含冰量;另外,探地雷达对细颗粒土的探测效果要明显好于粗颗粒土.文章还指出了现场探测和图像解译分析中需要注意的事项和下一步需要研究解决的问题,建议在开展现场探测工作之前先在有钻探资料或天然地质剖面处进行对比试验,搞清测区内主要地层的物性参数,掌握有效波和干扰波的分布规律,从而提高雷达探测结果的准确性和可靠性.     

基于卷积完全匹配层的非规则网格时域有限元探地雷达数值模拟

复频移完全匹配层（Complex Frequency-Shifted PML,CFS-PML）在长时间时域计算中对凋落波、倏失波具有好的吸收效果,并被广泛应用于时域有限差分模拟中.而本文采用卷积方法将CFS-PML应用于时域有限元求解GPR波动方程的数值模拟中.论文以TM波为例,推导了基于CPML（Convolutional PML）边界的时域有限元GPR波动方程求解公式,采用Newmark-β方法对时间导数进行离散,有效改善了时域有限元GPR数值计算程序的稳定性.并以狭长模型为例,开展了CPML边界中关键参数m、R和κ的选取实验,通过对比反射误差大小确定了综合最优参数组合.相同时刻UPML与CPML波场快照、3个检测点的反射误差比较,说明CPML较UPML具有更好的吸收效果.最后,采用非规则四边形网格对1个复杂GPR模型进行剖分,应用加载CPML边界条件的FETD程序对该模型进行了正演,得到了二维剖面法、宽角法正演GPR剖面图,说明非规则四边形对复杂模型的良好适应性,基于CPML边界条件的FETD可有效减少边界反射误差,能实现对任意复杂不规则模型的正演模拟.

     

地质雷达双域数据处理软件及其应用

美国影象有限公司（GeoImage, LLC）开发的“基特\|雷达” （Git\|Radar）软件，既可进行时间域的分析 ，又能直观地在深度域执行反射波振幅或能量的迭加分析.该软件包括一般的二维，三维等绘图支持，且自动化程度较高，普通技术人员经过简单培训即可操作使用.文中给出两个应用实例.     

面板堆石坝的地质雷达检测

面板堆石坝以其建设周期短,投资少的优点而在为当今国际上一种较广泛的坝型。但其渗漏较严重是一个亟待解决的问题,我们采用地质雷达的方法,利用不同天线组合,以渗漏通道介电性质差异为目的进行探测,并追踪确定渗漏通道。实践证明,该方法能有效地确定渗漏部位和渗漏通道,该资料为堵漏和工程施工提供重要依据。     

探地雷达测定土壤含水量的研究进展

结合国内外关于探地雷达测定土壤含水量的最新研究成果,阐述了探地雷达测定土壤含水量的基本原理和计算方法,总结和评价了土壤含水量与土壤介电常数的不同计算模型,针对在实际应用中存在的不足,提出了相关改进措施,并展望发展方向.     

地质雷达在乌拉山山前断裂探测中的应用

地质雷达是利用电磁波对地下不同电性介质进行探测的地球物理仪器，其探测速率快、分辨率高，可弥补探槽和其他地球物理方法存在探测盲区的缺陷，正在越来越多地应用于活动断层探测领域。本文以乌拉山山前断裂为例开展地质雷达探测工作，使用无人机正射影像技术对测线进行地形校正，获得断层浅部地质雷达图像。研究结果表明，本文研究方法能有效反映探槽揭露的地层单元和断层分布。本次探测中，雷达波形图像特征为:浅地表的土壤层反射波总体较弱；粗粒沉积为主的砾石层反射波总体较强，同相轴连续性好；细粒沉积为主的砂层反射波弱于砾石层，波形以中、高频为主，同相轴具有弱连续性；对于洪冲积地区，地质雷达能分辨具有一定特征的地层单元，这为剖面图像的断层识别提供了标志；通过无人机正射影像技术对地质雷达测线进行地形校正，有利于获得更为准确的探测结果。     

基于探地雷达回波信号获取污染土壤中污染物含量的研究进展

从探地雷达GPR(Ground Penetrating Radar)在土壤污染探测中的应用、污染土壤介电常数模型的演化和土壤介电常数求取三方面综述了目前国内外学者利用探地雷达技术开展的土壤污染探测研究.研究认为以土壤介电常数为纽带,采用适宜的方法从雷达回波信号求得介电常数,基于合理的土壤介电常数模型,通过神经网络技术,可驯化建立介电常数和污染土壤多个参数之间联系,从而实现污染土壤中多种污染物含量的监测.     

水库坝体结构层的地质雷达高分辨率探测

水库坝体结构层形态复杂多变,缺陷隐蔽、规模小、探测难度大,为确保水库坝安全可靠地运行,采用高分辨率的物探方法对其探测是必需的。本文以某水库的地质雷达探测为例,简要介绍了地质雷达高分辨探测方法及其成果,为地质雷达技术在堤坝安全性可靠性评价中的推广应用提供了一个成功实例。     

消除探地雷达数据的子波衰减和频散的反滤波方法

消除探地雷达数据的子波衰减和频散可以很好地提高探地雷达的勘探深度和勘探分辨率.常用的消除探地雷达数据的子波衰减和频散方法为反Q滤波方法.该方法需要利用地下介质的Q参数,但是正确求取地下介质的Q参数很困难.针对这一问题,本文提出了一种消除探地雷达数据的子波衰减和频散的反滤波方法.该方法以地下介质反射系数是随机数为前提,利用地下介质等效滤波器具有最小相位这个特性,通过求取等效滤波器的振幅谱来求取等效滤波器的反滤波器.最后,利用该反滤波器对探地雷达数据进行反滤波,实现消除探地雷达数据的子波衰减和频散.     

频散介质中地质雷达波传播的数值模拟

地质雷达所探测的地球介质常常具有频散性．为了研究地质雷达在频散介质中的探测能力,提出了频散介质中时间域有限差分法计算麦克斯韦方程的方法,给出了满足Debye关系的频散介质中的电位移和磁场的迭代算法,以及由电位移计算电场的算法．只有在电场计算时才用到介质的物性参数．提出一种新的吸收边界条件的算法,通过增加假想的介电常数和磁导率,实现了吸收层中波的无反射衰减,克服了以往Berenger完全匹配层计算时对场进行分裂带来的麻烦,从而提高了计算效率．计算实例表明,频散介质中电磁波的衰减更快,测量信号变得很弱．