地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)-資料下載頁
2025-05-01 03:05本頁面
【正文】 MHZ天線 2 襯砌與圍巖檢測 600MHZ天線 3 路面檢測 4 路基 600/900MHZ天線 參數(shù)設(shè)置 1 記錄長度 ns [2?h(m)/ (m/ns)]? 2 樣點(diǎn)數(shù) 512， 1024， 2048 S(samp/scan)?scan/sec?Bit/samp 3 帶寬設(shè)定 高截 2倍，低截 1/2 工程檢測資料處理與波相識別 1 雷達(dá)資料預(yù)處理 掃描線 /里程均一化，去水平波，小波處理 變增益顯示 /彩色顯示； 2 波相識別 表面反射波位置和極性，初襯二襯及內(nèi)部界面，空洞， 鋼筋，多次波； 3 工程解釋 襯砌厚度，空洞，欠實(shí)區(qū)，含水帶，鋼筋密度； 為獲得雷達(dá)探測的結(jié)果，需要對雷達(dá)記錄進(jìn)行處理與判讀，判讀是理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合分析，需要堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。雷達(dá)記錄的判讀也叫雷達(dá)記錄的波相識別或波相分析，它是資料解釋的基礎(chǔ)。在此首先介紹波相分析的基本要點(diǎn)。 要點(diǎn) 1：反射波的振幅與方向 從反射系數(shù)的菲涅耳（ Fresnel）公式中可以看出兩點(diǎn)： 第一點(diǎn)反射振幅的大小，界面兩側(cè)介質(zhì)的電磁學(xué)性質(zhì)差異越大，反射波越強(qiáng)。從反射振幅上可以判定兩側(cè)介質(zhì)的性質(zhì)、屬； 第二點(diǎn)反射波的極性，波從介電常數(shù)小進(jìn)入介電常數(shù)大的介質(zhì)時(shí)，即從高速介質(zhì)進(jìn)入低速介質(zhì)，從光疏進(jìn)入光密介質(zhì)時(shí)，反射系數(shù)為負(fù)， 即反射波振幅反向。 反之，從低速進(jìn)入高速介質(zhì)， 反射波振幅與入射波同向。 這是判定界面兩側(cè)介質(zhì)性質(zhì)與屬性的又一條依據(jù)； 如從空氣中進(jìn)入土層、混凝土反射振幅反向，折射波不反向。 從混凝土后邊的脫空區(qū)再反射回來時(shí)，反射波不反向，結(jié)果脫空區(qū)的反射與混凝土表面的反射方向正好相反。如果混凝土后邊充滿水，波從該界面反射也發(fā)生反向，與表面反射波同向，而且反射振幅較大?；炷林械匿摻睿ㄋ俳鯙榱?，反射自然反向，而且反射振幅特別強(qiáng)。因而，反射波的振幅和方向特征是雷達(dá)波判別最重要依據(jù)。 雷達(dá)目標(biāo)波相識別的三項(xiàng)基本要點(diǎn) 1 鋼筋反射波的振幅與方向 要點(diǎn) 2：反射波的頻譜特性 不同介質(zhì)有不同的結(jié)構(gòu)特征，內(nèi)部反射波的高、低頻率特征明顯不同，這可以作為區(qū)分不同物質(zhì)界面的依據(jù)。如混凝土與巖層相比，比較均質(zhì)，沒有巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而圍巖中內(nèi)反射波明顯，特別是高頻波豐富。而混凝土內(nèi)部反射波較少，只是有缺陷的地方有反射。又如，表面松散土電磁性質(zhì)比較均勻，反射波較弱；強(qiáng)風(fēng)化層中礦物按深度分化布，垂向電磁參數(shù)差異較大，呈現(xiàn)低頻大振幅連續(xù)反射；其下的新鮮基巖中呈現(xiàn)高頻弱振幅反射，從頻率特性中可清楚地將各層分開。如圍巖中的含水帶也表現(xiàn)出低頻高振幅的反射特征，易于識別。節(jié)理帶、斷裂帶結(jié)構(gòu)破碎，內(nèi)部反射和閃射多，在相應(yīng)走時(shí)位置表現(xiàn)為高頻密紋反射。但由于破碎帶的散射和吸收作用，從更遠(yuǎn)的部位反射回來的后續(xù)波能量變?nèi)酰盘柋憩F(xiàn)為平靜區(qū)。 雷達(dá)目標(biāo)波相識別的三項(xiàng)基本要點(diǎn) 2 巖土介質(zhì)雷達(dá)波譜特性 要點(diǎn) 3：反射波同向軸形態(tài)特征： 雷達(dá)記錄資料中，同一連續(xù)界面的反射信號形成同相軸，依據(jù)同向軸的時(shí)間、形態(tài)、強(qiáng)弱、方向反正等進(jìn)行解釋判斷是地質(zhì)解釋最重要的基礎(chǔ)。同向軸的形態(tài)與埋藏的物界面的形態(tài)并非完全一致，特別是邊緣的反射效應(yīng)，使得邊緣形態(tài)有較大的差異。對于孤立的埋設(shè)物其反射的同向軸為向下開口的拋物線，有限平板界面反射的同向軸中部為平板，兩端為半支下開口拋物線 雷達(dá)目標(biāo)波相識別的三項(xiàng)基本要點(diǎn) 3 地下金屬管雷達(dá)波反射特性 襯砌與圍巖之間的脫空區(qū)為空氣 ， 與混凝土和圍巖的波阻抗差異很大 ， 反射波正反相間 ， 波相先蘭后紅 ， 反射很強(qiáng) ， 脫空區(qū)斷續(xù)蜿蜒 ， 位置清晰明顯 ， 極易辨別 。下列 2張圖是南昆鐵路隧道襯砌檢測圖象 。 襯砌與圍巖之間分布有大小脫空區(qū) 。 襯砌厚度和脫空的波形特征 襯砌厚度與空洞檢測 灰?guī)r是一種節(jié)理 、 裂隙比較發(fā)育的巖體 ， 雷達(dá)波可將這種巖體結(jié)構(gòu)清晰的顯現(xiàn)出來 。 節(jié)理裂隙斷斷續(xù)續(xù) ， 反射波高頻成分較多 ， 時(shí)強(qiáng)時(shí)弱 ， 斷斷續(xù)續(xù) ， 反映巖體結(jié)構(gòu) 、 產(chǎn)狀的特征 。 隧道圍巖結(jié)構(gòu)的波相特征 表面反射振相的辨認(rèn)與追蹤很重要 ， 它關(guān)系到深度 /厚度的計(jì)算 ， 不可忽視 。下圖是鐵路運(yùn)行隧道拱頂檢測的圖像 。 隧道拱頂檢測時(shí) ， 雷達(dá)天線移動到接觸電網(wǎng)拉線附近時(shí) ， 天線必須下降躲開橫拉線 ， 天線與拱頂距離拉大 ， 表面反射波走時(shí)也隨之變大 ， 形成下凹弧形 ， 弧形的第一個(gè)振相就是表面反射波 ，向兩側(cè)可連續(xù)追蹤 。 雷達(dá)記錄表面反射波相的追蹤 隧道的檢測條件是十分復(fù)雜的 ， 除了電器設(shè)備的干擾外 ， 隧道墻壁 、 路基鐵軌 、 檢測臺車等都會產(chǎn)生反射干擾信號 。 只有可靠地辨認(rèn)出襯砌與圍巖之間的反射信號與各類干擾信號 ， 才能準(zhǔn)確無誤的確定砌的厚度 。 當(dāng)天線在移動中與襯砌表面距離變化時(shí) ， 襯砌與圍巖之間的反射信號與表面反射信號同步變化 ， 而隧道內(nèi)的各種反射波是反向變化 ， 形成明顯的反差 ， 依此可判定反射波是來自于襯砌內(nèi)還是隧道內(nèi) 。 下列 3幅圖像就是用來表明不同反射波出現(xiàn)的特征 。 圖 3是隧道拱頂檢測的圖像 ， 使用 900MHZ天線。 圖中 20ns處出現(xiàn)一個(gè)較強(qiáng)的連續(xù)反射波 ， 與表面反射波變化相反 ， 明顯是隧道內(nèi)的反射波 。 隧道內(nèi)電磁波速按 ， 推算距離應(yīng)為距拱頂 3m左右 ， 正好是工作臺車升起的臺面 ， 材料是金屬板的 ， 反射較強(qiáng) 。 圖像的下部 3040ns的位置 ， 隱約可以看到臺車箱底和路基的反射波 ， 在天線下移時(shí)表現(xiàn)的特別清楚 。 隧道檢測中干擾波的識別
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