雷达管线结课论文.docx

地质雷达结课论文勘技12-3 梁添才 121.2.6摘要：对地质雷达探测技术进行了介绍，它是一种非破坏性探测技术，可以安全地用于城市和正在建设中的工程现场，工作场地条件宽松，适应性强；抗电磁干扰能力强，可在城市内各种噪声环境下工作，环境干扰影响小分析了地质雷达探测的工作原理，从工程场地勘察、工程质量检测考古探测、 隧道超前探测、矿井等方面对地质雷达的应用进行 了深入探讨，以推广地质雷达的应用。关键词：地质雷达 工作原理 工程探测1.探测概念及工作探测原理地质雷达探测是一种先进的测试技术，是近十余年发展起来 的地球物理高新技术方法 ，以其分辨率高、定位准确、快速经济、 灵活方便 、剖面直观、实时图像显示等优点，备受广大工程技术人 员的青睐。现已成功地应用于岩土工程勘察、工程质量无损检 测、水文地质调查、矿产资源研究、生态环境检测、城市地下管网 普查、文物及考古探测等众多领域，取得了显著的探测效果和社 会经济效益，并在工程实践中不断完善和提高，必将在今后的工 程探测领域发挥着愈来愈重要的作用。因此 ，对广大工程技术人 员来说，了解和学习地质雷达的原理及应用是非常必要的。地质雷达探测的工作原理，简单地说是通过特定仪器向地下 发送脉冲形式的高频、甚高频电磁波。电磁波在介质 中传播 ，当 遇到存在电性差异的地下目标体，如空洞、分界面等时，电磁波便 发生反射，返回到地面时由接收天线所接收。在对接收天线接收 到的雷达波进行处理和分析的基础上，根据接收到的雷达波形 、 强度、双程时间等参数便可推断地下 目标体的空间位置、结构、电 性及几何形态 ，从而达到对地下隐蔽 目标物的探测 (如 图 1所 示)。这是一种非破坏性的探测技术，可以安全地用于城市建设 中的工程场地，并具有较高的探测精度和分辨率。2.电磁波的衰减系数当电磁波进入岩石中时，由于涡流的热能损耗，将使电磁波的强度随进入距离的增加而衰减，这种现象又称为岩石对电磁波的吸收作用。吸收或衰减系数的大小和电磁波角频率、岩石导电率、岩石导磁率、岩石介电系数有关，=21+222-1b在导体中则简化为： w=2ms衰减系数为：b1883.电磁波的反射系数=电磁波在传播过程中，遇到不同的阻抗界面时将产生反射波和透射波，其反射与透射遵循反射与透射定律。反射波能量大小取决于反射系数R，反射系数的数学表达式：4. 电磁波在介质中的传播速度探地雷达测量的是地下界面的反射波的走时，为了获取地下界面的深度，必须要有介质的电磁波传播速度 ，其值为： 为相位系数，为导电率（1/），为介电系数，为磁导率。常见介质的相对介电常数、导电率、传播速度与吸收系数5.分辨率（分辨最小异常体的能力）垂向分辨率：区分一个以上反射界面的能力 四分之一波长：B=/4=v/4f水平分辨率：在水平方向上所能分辨的最小异常体的尺寸波的干涉原理，与第一菲涅尔带有关：6.野外信号测量采集方式6.1剖面法（反射观测方式）6.2.透射法柱墙楼板发射天线接收天线6.3.宽角法（共深点法，CDP） 用于求取表层土的电磁波传播速度地面地面7.一次场的特征：地质雷达通常使用垂直测线方向的水平鞭状天线发射宽频带短脉冲电磁波作为长远，在测线的另一点上测量平行于发射天线方向的电场。均匀全空间中谐变电偶极子的电磁场，均匀半空间表面水面谐变电偶极子的电磁场。8. 地质雷达探测深度与哪些因素有关？勘探深度指能探测出来的地质体的最大深度。信号强度、导电率、导电和介电损耗引起的衰减。信号的球面发散，反射和透射损失。9.地址雷达的优缺点？优点：（1）分辨率可达到厘米数量级，是目前分辨率最高的物探方法； （2）是一种非破坏性质的探测技术，可以安全的用于城市和正在建设的施工现象； （3）抗电磁波干扰能力强，可在城市内各种噪声坏境下工作，环境干扰少。 （4）便携危机控制数字采集、记录、存储和处理，现场直接提供实时剖面记录图，图像清晰直观； （5）仪器轻便，对工作场地要求宽松，适应性强，现场仅需3人或更少人员即可工作，工作效率高；缺点：底层电阻率较低时，探测深度受到限制。地下管线探测技术和测漏技术基本电磁感应原理信号：管线上的交流电流在管线的周围产生一个交变的电磁场。这个电磁场我们称之为信号。与电流不同，信号的电磁场不受管线的绝缘层的土壤的影响。1.电磁感应法探测该方法已经成为目前定位和追踪地下管线通用的的方法。优点：为是能够提供有关地下管线的各种资料，这都是其它方法无法比拟的。缺点：就是不能探测非金属管线，如：塑料管和水泥管。2.建立电磁场的方法：(1)直接充电法:将低频交流电源的一端接到这些出露点上，另一端在离开管线较远的地面上，或接在同一管线的另一端出露点上。如下图：(2).感应法:磁偶极源在地面上建立一个交变电磁场。如下图：(3.)示踪法：对于非金属管道，由于导电性极差，不能用通常的直接充电法或者感应法来探测，(4).夹钳法:是利用夹钳内环形磁芯把管线夹在中间，信号发生输出的交流信号流过磁芯的初级，绕组使磁环形成磁场，这样在管线中就产生了感应电流。如下图：3.埋深的确定：（1）水平分量垂向差分法: 称梯度测量（2）45测量法：（3）极值法: （4）7