地质雷达论文范文参考关于地质雷达的优秀论文范文【10篇】

关于地质雷达的模型论文参考了关于地质雷达的优秀模型论文10喀斯特地区地形地貌多样，地质构造复杂多变。在岩溶地区修建公路隧道时，由于地质条件等因素的影响，会出现溶洞、断层、地下河、断裂带等不良地质体。施工中容易遇到的地质灾害，如涌水、突泥、滑坡等。严重危及施工人员的人身安全，损坏施工机具，制约施工进度，影响施工质量。因此，如何更有效地检测和识别这些不良地质体，并采取相应的防治措施，降低施工风险，确保施工安全，是隧道施工过程中亟待解决的关键技术问题。为提高地质雷达超前探测在岩溶地区公路隧道中的实用性和准确性，以广西壮族自治区六寨至宜州高速公路在建的28条隧道为实际支护。通过理论分析、现场测量和数值模拟，系统研究了不良地质体地质雷达超前探测技术。主要研究内容和成果如下：1)根据现场地质调查和地质雷达超前探测结果，将支护工程中存在的不良地质体分为三类，即溶洞、充填溶洞和破碎带。2)通过理论分析和现场测量，基于电磁损耗和散射，对地质雷达的适用性进行了分析研究，提出了适合地质雷达探测的围岩含水量分布范围。3)根据地质雷达探测原理，研究了边墙位置不良地质体和工作面范围内小目标等不良地质体的野外探测方法，制定了岩溶地区地质雷达探测原理。在围岩含水量实测数据对比的基础上，用回归分析法修正了地质雷达预测裂隙带围岩含水量的TOPP公式中的参数，并确定了取值范围。5)根据实测数据反射振幅和回波频率分布区间的统计分析结果，定义了回波反射强度和回波频率。给出了分布区间。6)根据实测数据和理论分析，对不同含水量下的溶洞型溶洞、充填溶洞、富水断裂带、风化灰岩等不良地质体的波形特征进行了综合量化分析，提出了不良地质体对应的波形特征和解释标准。7)根据图像和信号处理的相关理论，采用轮廓波变换和K-MEANS算法。从电磁反射能量分布、反射振幅和频率特征对应的颜色特征向量出发，提取和分析地质雷达原始剖面特征，给出基于图像和信号特征的解释和解释标准。8)利用FLAC3D软件，对不良地质体的施工安全距离进行了数值分析，得出了不同支护条件下溶洞和破碎带的安全距离。在现场地质调查和地质雷达超前探测的基础上，研究了判断溶洞和断裂带分布规模的方法，提出了一种基于地质调查和波形特征的分布规模估算方法。根据止水岩柱破坏理论和围岩松动圈探测理论，分别建立了涌水量和坍塌规模的估算模型，并推导了其估算公式。结合国内相关研究成果，对灾害等级进行了静态划分。研究成果可为今后岩溶地区公路隧道及相关地下工程的地质雷达超前探测提供有益的参考和借鉴。文摘：地质雷达法探测精度高，地下地质构造异常分辨率好，探测方便，结果直观。近年来，它已被广泛应用于地面。然而，在煤矿中，由于煤矿防爆环境和空间的限制，在地质雷达应用于煤矿之前，许多相关的关键技术问题需要研究和解决。本文基于国家重点基础研究发展计划(973计划)课题“煤岩动力灾害演化过程的物理参数响应规律”(xxCB221505)和国家自然科学基金重点项目“煤与瓦斯突出危险区探测的理论与方法”(50534080)以及国家重点科技项目“电磁波探测技术与设备研究”(xxBA803B0101)中该项技术的现状，开展了新型冲击脉冲矿井防爆的研究工作首先，我国已成功研制出一种新型矿用防爆地质雷达KJH-D脉冲式防爆探地雷达，并通过了MA _，填补了我国的空白。其次，对雷达探测理论进行了深入的理论研究，建立了雷达波场在煤矿中的传播模型。系统地开展了煤矿常见地质异常模型的波场数值模拟和正演模拟。从理论上验证了雷达波在煤矿中的传播规律，明确分析了矿井防爆地质雷达中环境波场的信号响应规律和各种典型地电模型的正演模拟。最后，根据我国煤矿的特殊情况，开展了新型雷达的井下探测方法和数据处理研究，建立了完整的煤矿井下探测技术。在全国典型的瓦斯地质重点矿区进行了大量的探测试验，获得了断层、陷落柱等各种典型地质异常的雷达图。试验结果取得了良好的地质效果。结果表明，新型矿井防爆地质雷达技术能够很好地解决煤矿短距离高精度探测问题，提高矿井物探水平，丰富矿井物探手段，有利于保证煤矿安全生产。论文的主要研究成果和创新点如下：(1)开展雷达电路防爆系统改造研究，设计矿用防爆地质雷达防爆电源和电路，研制100兆赫屏蔽天线对，开发适用于煤矿井下的KJH-D脉冲式防爆探地雷达产品。它是一种新型脉冲式矿用防爆地质雷达，已获得我国煤矿安全标志认证。其技术水平已被生产监督管理总局规划技术部认定为国际先进水平，并获得“中国煤炭工业科学技术奖二等奖”和“重庆市重点新产品”称号。(2)从理论上分析了雷达波在地下介质中的传播特性，推导了雷达波反射系数的计算公式。反射系数R值由界面两侧介质的相对介电常数决定，其绝对值小于1。当反射系数| R |为0.1时，更适合地质雷达探测和识别目标。(3)煤矿的整体空间环境和条件比地面半空间复杂得多。主要分析和研究煤系地层中常见介质的电性特征。研究了电磁波在煤系地层中的传播规律。发现电磁波在煤中的传播速度大于在岩石中的传播速度。煤岩界面反射系数绝对值大于0.1。这是一个非常好的雷达反射界面，有利于雷达探测和识别。煤矿中常见的地质异常，如断层构造、陷落柱、含水层和空洞，都有良好的雷达反射界面。矿用防爆地质雷达能很好地探测和识别它们。(4)(5)利用Matlab数值计算软件编程语言，编写了二阶Mur边界吸收条件和GPML边界吸收条件的时域有限差分(FDTD)二维正演模拟程序。基于该程序，对煤矿井下实际物探工作中最典型的地质模型超前探测断层模型进行了系统的正演模拟。此外，还对几种典型的煤矿井下地电模型进行了正演模拟，如陷落柱、空洞和煤层遗留钻杆等，并获得了雷达回波的模拟图像。从地球物理正演模拟的角度，再次证明了矿用防爆地质雷达探测煤矿地质异常的可行性。(6)基于Matlab计算方法，对雷达信号处理技术和方法进行了深入研究。主要对处理前的准备工作、常规处理方法、KL变换方法、小波变换处理技术等方面进行了分析和研究，并编制了相应的处理程序，从而改进和完善了雷达数字信号处理技术和方法。(7)开展了煤矿井下防爆地质雷达探测技术研究，提出了井下探测的“123”方法，即一个原理、两个方法、三个方向。一个原则是指测量线尽可能垂直排列以探测目标体的原则。这两种方法是指矿井防爆地质雷达探测的两种方法：固定平移法和公共中心点法；三个方向是煤矿井下巷道探测的三个方向：掘进头、侧壁和顶底板。详细分析了三向探测的目的、意义、工作方法和预期结果。(8)利用新型矿井防爆地质雷达KJH-D防爆探地雷达，在全国瓦斯地质典型矿区进行了多种系统的煤矿井下巷道探测实验。检测实验包括巷道掘进头超前检测、巷道侧壁检测和底板检测。探测目标包括断层构造、陷落柱、煤层冲刷带、煤岩界面、邻近煤层和钻杆异常等。获得了大量典型的煤矿地质异常雷达图。雷达波在3号煤层中传播的实际波速为0.152米/纳秒，3号煤层的相对介电常数计算为3.9。(9)在淮南矿区进行了为期一年的煤矿井下巷道应用试验研究。共进行了52次矿井防爆地质雷达超前探测，预测距离为2390米。实验结果表明，脉冲矿井防爆地质雷达能有效探测前方地质构造等异常情况。对于落差大于2/3煤厚的断层，检测成功率达到100%。对于厚度下降不到2/3的断层探测，成功率也达到了87.5%，经安徽省科技厅组织的技术鉴定，实验结果达到了国际先进水平。在探测工作中，要不断总结雷达回波与煤系地层中各种异常体的关系，同时要不断与钻孔地质验证数据进行对比，分析问题，掌握规律，使矿井防爆地质雷达技术和设备不断成熟。本文是基于科技部“十二五”项目“土地及质量检测专用设备研究与示范”。目前，我国正在逐步开展没有土地质量分类标准的大型土地项目。含水量和压实度是土地质量的关键物理参数。目前，室内取样检测方法不能满足大型土地工程的需要。因此，研究新的测试技术具有重要意义。通过建立多种参数物理模型，以地质雷达传输技术为手段，首先研究了电磁波在不同物理特性的土壤介质中的传播特性，建立了土壤物理参数的电磁波影响规律模型，为电磁波在土壤中的传播规律研究提供了科学依据Georadar是一种高分辨率地球物理探测方法，利用高频反射电磁波探测地表附近地质介质的电结构。它具有检测精度高、操作灵活方便等特点。它已被广泛应用于工程地基勘察、工程质量检测甚至考古等领域。地质雷达探测的深度和精度主要由介质电导率、介电常数、天线中心频率等决定。并且受到诸如空时采样率、接收和发射天线间距、检测位置干扰等因素的影响。如何准确选择合适的系统参数和观测方法，如何处理探测场地的干扰因素，如何准确估计勘探区域的地电参数，是地质雷达工程实践过程中亟待解决的问题。从电磁波的传播规律和地质雷达的工作原理出发，分析和总结了地质雷达对一些典型地下介质的理论分辨率极限。通过正演模拟实验，详细分析了影响地质雷达探测深度和分辨率的因素，讨论了电参数、系统参数和收发天线间距对地质雷达成像精度的影响。从实际数据处理出发，研究和开发了不同的干扰抑制方法。基于实验场的高清钻孔视频，研究了地质雷达图像的分辨率。本文的主要结果如下：(1)基于数值模拟实验，首次系统分析了电参数和系统参数对探地雷达成像的影响。(2)系统分析了FIR滤波器、小波变换和主成分分析在降低随机噪声和相干噪声方面的作用。认为FIR带通滤波器和小波变换对随机干扰有较好的抑制能力，而主成分分析滤波器对相干噪声有较好的抑制效果。(3)基于高清钻孔视频，首次实验研究了地质雷达图像对厘米级精细地质构造的分辨能力。证明了在Mhz级工作频率条件下，厘米级地质构造是可以区分的。实验还表明，地质雷达频散严重，对解释结果有很大影响。研究煤矿开采对西部生态脆弱地区的生态复垦具有重要的现实意义。以地质雷达为探测手段，分别用AEA和ARMA算法计算雷达探测深度范围内浅层和深层土壤的含水量，阐明研究区地层含水量的空间分布，解释研究区浅层松散地层的空间分布。在此基础上，根据研究区采煤沉陷盆地的应力和变形情况，划分不同的变形区，研究不同变形区在采煤不同阶段的含水量变化规律。