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1、地质雷达的应用地质雷达的应用领域探地雷达(GroundPenetratingRadar，简称GPR)，又称地质雷达，是近些年发展起来的高效的浅层地球物理探测新技术，它利用主频为数十兆赫至千兆赫兹波段的电磁波，以宽频带短脉冲的形式，由地面通过天线发射器发送至地下，经地下目的体或地层的界面反射后返回地面，为雷达天线接受器所接受，通过对所接受的雷达信号进行处理和图像解译，到达探测前方目的体的目的。与传统的地球物理方法相比，探地雷达最大的优点就是具有快速便捷、探测精度高以及对原物体无毁坏作用。因而，探地雷达在道路建设和公路质量检测领域已逐步被认识到并广泛应用起来。地质雷达自上世纪70年代开场应用至今将
2、近30年了，其应用领域逐步扩大，在考古、建筑、铁路、公路、水利、电力、采矿、航空各领域都有重要的应用，解决场地勘查、线路选择、工程质量检测、病害诊断、超前预报、地质构造研究等问题。在工程地球物理领域有多种探测方法，包括反射地震、地震CT、高密度电法、地震面波和地质雷达等，其中地质雷达的分辨率最高，而且图象直观，使用方便，所以很受工程界信赖和欢迎。1.1工程场地勘察地质雷达最早用于工程场地勘查，解决松懈层厚度分布，基岩风化层分布，以及节理带断裂带等问题。有时也用于研究地下水分布，普查地下溶洞、人工洞室等。在粘土补发育的地区，探查深度可达20m以上，效果很好。1.2埋设物与考古探察考古是地质雷达应
3、较早的领域，在欧洲有成功的实例，如意大利罗马遗址考古、中国长江三峡库区考古等项目都应用了雷达技术。利用雷达探测古建筑基础、地下洞室、金属物品等。在现今城市改造中，有时也需要了解地下管网，如电力管线、热力管线、上下水管线、输气管线、通信电缆等，这对于地质雷实是很容易的。目前地质雷达为地下管线探测发展了高分辨3D探测系统及软件，如PATHFINDER雷达、RIS-2K/S等雷达都能够胜任这类工作，不但可探测到水平位置分布，还能够确定其深度，得到三维分布图。雷达考古雷达探测管道1.3工程质量检测工程检测近年应用领域急速扩大，十分是在中国的重要工程项目中，质量检测广泛采用雷达技术。铁路公路隧道衬砌、高
4、速公路路面、机场跑道等工程构造普遍采用地质雷达检测。用于检测衬砌厚度、脱空和空洞、渗漏带、回填欠实、围岩扰动等问题。检测厚度精度可达厘米级。衬砌厚度检测衬砌脱空区检测1.4金属矿化带勘查对于浅表的金属矿化带、断层蚀变带以及掌子面附近的金属矿化带，能够用地质雷达探测。矿化带金属及氧化物、硫化物富集，电磁性质差异明显，电磁波反射明晰，可为找矿体供参考。下面是山东界诃金矿寻找断裂蚀变带金矿的例子。K290+570K290+560地质雷达探测金属矿化带1.5隧道超前预报随着西部大开发进程的加快，西部的公路、铁路、水电等建设项目增加，大部分建设在高山峡谷地区，隧道工程数量宏大。为保证隧道施工中的人员、设
5、备安全，保证工期和质量，节约经济投资，需要进行隧道地质超前预报。目前的超前预报是采用地震、雷达探测与地质研究相结合的办法。地震预报掌子面前100m左右，地质雷达预报20-30m范围内。目前阶段预报的准确率不等，很大程度上依靠于经历。下边是公路隧道掌子面上地质雷达的探测预报纪录。隧道超前预报探到的富水区有效。下边是在金川龙首矿的一个电磁波探测实例。电磁波衰减CT成像电磁波速度CT成像地表水资源调查美国有一个将地质雷达用于水资源调查的例子。用雷达调查河水的深度和流速，评估水资源。他的观测设计得很巧妙。探测不用船，而是将雷达天线用钢索吊在河面上，横跨河流断面移动，测量河床界面反射，确定河流断面水深度
6、分布。同时，使用10GHZ频率天线测量河面水流速度，计算河水流量。用雷达测水深容易理解，用雷达测流速有些鲜为人知。雷达测速与流速计的测量结果非常一致。该例讲明只要灵敏运用，地质雷达的用处是无穷的。国内的地质雷达技术发展目前国内有4家雷达厂商：国内在上世纪80年代就开场地质雷达的研究工作，主要是为了煤矿安全，重庆煤研所在很多煤矿进行了试验，采用模拟信号、屏幕显示技术，不是数字雷达。90年代初外国雷达进入中国后，电子部22所和航天部爱迪尔公司也先后开场数字化雷达的研制，分别推出了本人的产品。90年代末和本世纪初骄鹏公司与矿大研究生院也分别研制出本人的产品。爱迪尔道路雷达爱迪尔公司推出的CIDRC道
7、路检测雷达，天线中心频率750MHz、1000MHz、2000MHz,并配有层位追踪软件，合适公路路面测量。后有开发出CBS-900探地雷达一体化机，配有高频、中频和低频天线，10MHz2GHz系列。用于混凝土构造、路面、工程场地等各种测量青岛22所LTD-3型探地雷达上世纪90年代中期，电子部青岛22所原在河南新乡时就研制出LTD-3型探地雷达，配有80MHz-1000MHz屏蔽型天线和25MHz-2000MHz非屏蔽性天线，并配有分析软件，用于混凝土构造、路面、工程场地等各种测量。其软件最早采用小波分析方法，效果很好。北京矿大研究生院地质雷达北京矿大研究生院煤矿地质雷达专为煤矿安全探测设计
8、的，具有防爆功能，2002年研制成功。雷达配有GR处理软件，功能完善，层面追踪和小波分析。骄鹏公司GEOPEN型地质雷达骄鹏公司的GEOPEN型地质雷达推出的比拟晚，但一体化和造型设计在国内是最好的。光纤传输，25MHz-400MHz中低频天线，250MHz-2000MHz中高频屏蔽天线。并有GRIM型井间雷达系统，一次可收集多频信号，0.5-32MHz。国内外地质雷达技术发展状况地质雷达技术在欧美地区很受重视，每年都召开国际讨论会，2002年第9届地质雷达国际讨论会于4月29日到5月2日在美国加利福尼亚州的SantaBarbara召开。由美国的GSSI公司、瑞典的MALA公司、加拿大的Sensors&Softward公司以及Electrical&ComputerEngineering公司共同赞助，由SantaBarbara大学承办。2003年第10届地质雷达国际讨论在挪威召开。下列三张照片是第9届地质雷达国际讨论会片段，讨论会期间几家公司展示了他们新近研发的雷达设备。