探地雷达解释依据精.ppt

探地雷达解释依据第1页，本讲稿共10页 为获得雷达探测的结果，需要对雷达记录进行处理与判读，判读是理论与实践相结合的综合分析，需为获得雷达探测的结果，需要对雷达记录进行处理与判读，判读是理论与实践相结合的综合分析，需要坚实的理论基础和丰富的实践经验。雷达记录的判读也叫雷达记录的波相识别或波相分析，它是资料解要坚实的理论基础和丰富的实践经验。雷达记录的判读也叫雷达记录的波相识别或波相分析，它是资料解释的基础。在此首先介绍波相分析的基本要点。释的基础。在此首先介绍波相分析的基本要点。要点要点1：反射波的振幅与方向：反射波的振幅与方向从反射系数的菲涅耳（从反射系数的菲涅耳（Fresnel）公式中可以看出两点：）公式中可以看出两点：第一点反射振幅的大小，界面两侧介质的电磁学性质差异越大，反射波越强。从反射振幅上可以判定两侧第一点反射振幅的大小，界面两侧介质的电磁学性质差异越大，反射波越强。从反射振幅上可以判定两侧介质的性质、属；介质的性质、属；第二点反射波的极性，波从介电常数小进入介电常数大的介质时，即从高速介质进入低第二点反射波的极性，波从介电常数小进入介电常数大的介质时，即从高速介质进入低速介质，从光疏进入光密介质时，反射系数为负，即反射波振幅反向。反之，从低速进速介质，从光疏进入光密介质时，反射系数为负，即反射波振幅反向。反之，从低速进入高速介质，反射波振幅与入射波同向。这是判定界面两侧介质性质与属性的又一条依入高速介质，反射波振幅与入射波同向。这是判定界面两侧介质性质与属性的又一条依据；据；如从空气中进入土层、混凝土反射振幅反向，折射波不反向。从混凝土后边的脱空区再反射回来时，反射如从空气中进入土层、混凝土反射振幅反向，折射波不反向。从混凝土后边的脱空区再反射回来时，反射波不反向，结果脱空区的反射与混凝土表面的反射方向正好相反。如果混凝土后边充满水，波从该界面反波不反向，结果脱空区的反射与混凝土表面的反射方向正好相反。如果混凝土后边充满水，波从该界面反射也发生反向，与表面反射波同向，而且反射振幅较大。混凝土中的钢筋，波速近乎为零，反射自然反向，射也发生反向，与表面反射波同向，而且反射振幅较大。混凝土中的钢筋，波速近乎为零，反射自然反向，而且反射振幅特别强。因而，反射波的振幅和方向特征是雷达波判别最重要依据。而且反射振幅特别强。因而，反射波的振幅和方向特征是雷达波判别最重要依据。雷达目标波相识别的三项基本要点1第2页，本讲稿共10页钢筋反射波的振幅与方向钢筋反射波的振幅与方向第3页，本讲稿共10页要点要点2：反射波的频谱特性：反射波的频谱特性不同介质有不同的结构特征，内部反射波的高、低频率特征明显不同，这可以作为区分不不同介质有不同的结构特征，内部反射波的高、低频率特征明显不同，这可以作为区分不同物质界面的依据。如混凝土与岩层相比，比较均质，没有岩石内部结构复杂，因而围岩同物质界面的依据。如混凝土与岩层相比，比较均质，没有岩石内部结构复杂，因而围岩中内反射波明显，特别是高频波丰富。而混凝土内部反射波较少，只是有缺陷的地方有反中内反射波明显，特别是高频波丰富。而混凝土内部反射波较少，只是有缺陷的地方有反射。又如，表面松散土电磁性质比较均匀，反射波较弱；强风化层中矿物按深度分化布，射。又如，表面松散土电磁性质比较均匀，反射波较弱；强风化层中矿物按深度分化布，垂向电磁参数差异较大，呈现低频大振幅连续反射；其下的新鲜基岩中呈现高频弱振幅反垂向电磁参数差异较大，呈现低频大振幅连续反射；其下的新鲜基岩中呈现高频弱振幅反射，从频率特性中可清楚地将各层分开。如围岩中的含水带也表现出低频高振幅的反射特射，从频率特性中可清楚地将各层分开。如围岩中的含水带也表现出低频高振幅的反射特征，易于识别。节理带、断裂带结构破碎，内部反射和散射多，在相应走时位置表现为高征，易于识别。节理带、断裂带结构破碎，内部反射和散射多，在相应走时位置表现为高频密纹反射。但由于破碎带的散射和吸收作用，从更远的部位反射回来的后续波能量变弱，频密纹反射。但由于破碎带的散射和吸收作用，从更远的部位反射回来的后续波能量变弱，信号表现为平静区。信号表现为平静区。雷达目标波相识别的三项基本要点2第4页，本讲稿共10页岩土介质雷达波谱特性岩土介质雷达波谱特性第5页，本讲稿共10页要点要点3：反射波同向轴形态特征：反射波同向轴形态特征：雷达记录资料中，同一连续界面的反射信号形成同相轴，雷达记录资料中，同一连续界面的反射信号形成同相轴，依据同向轴的时间、形态、强弱、方向反正等进行解释判依据同向轴的时间、形态、强弱、方向反正等进行解释判断是地质解释最重要的基础。同向轴的形态与埋藏的物界断是地质解释最重要的基础。同向轴的形态与埋藏的物界面的形态并非完全一致，特别是边缘的反射效应，使得边面的形态并非完全一致，特别是边缘的反射效应，使得边缘形态有较大的差异。对于孤立的埋设物其反射的同向轴缘形态有较大的差异。对于孤立的埋设物其反射的同向轴为向下开口的抛物线，有限平板界面反射的同向轴中部为为向下开口的抛物线，有限平板界面反射的同向轴中部为平板，两端为半支下开口抛物线平板，两端为半支下开口抛物线 雷达目标波相识别的三项基本要点3第6页，本讲稿共10页地下金属管雷达波反射特性第7页，本讲稿共10页衬衬砌砌与与围围岩岩之之间间的的脱脱空空区区为为空空气气，与与混混凝凝土土和和围围岩岩的的波波阻阻抗抗差差异异很很大大，反反射射波波正正反反相相间间，波波相相先先兰兰后后红红，反反射射很很强强，脱脱空空区区断断续续蜿蜿蜒蜒，位位置置清清晰晰明明显显，极极易易辨辨别别。下下列列2张张图图是是南南昆昆铁铁路路隧隧道道衬衬砌砌检检测测图象。衬砌与围岩之间分布有大小脱空区。图象。衬砌与围岩之间分布有大小脱空区。衬砌厚度和脱空的波形特征衬砌厚度和脱空的波形特征第8页，本讲稿共10页衬砌厚度与空洞检测第9页，本讲稿共10页 灰灰岩岩是是一一种种节节理理、裂裂隙隙比比较较发发育育的的岩岩体体，雷雷达达波波可可将将这这种种岩岩体体结结构构清清晰晰的的显显现现出出来来。节节理理裂裂隙隙断断断断续续续续，反反射射波波高高频频成成分分较较多多，时时强强时时弱弱，断断断断续续续续，反反映映岩岩体体结结构构、产产状状的的特征。特征。隧道围岩结构的波相特征隧道围岩结构的波相特征第10页，本讲稿共10页