探地雷达在地质灾害及地基稳定性研究中的应用
发布时间：2021-11-20 10:32
探地雷达作为一种新型的地球物理勘探仪器,其技术越来越成熟,并具有探测效率高,无损性探测,探测的精度高,抗干扰能力强,使用方便等优点,使得雷达技术的理论研究和实际应用都更加深入和广泛。目前探地雷达广泛应用于隧道检测、路面检测、超前预报及桥梁检测等领域,而在地质调查中的应用还有许多局限性,主要因为地下地质体是一个未知且复杂的媒质体,电磁波对于地下介质体的响应特征复杂,这种复杂性主要体现在波速的变化和图像重构两大方面。因此,研究这些响应特征具有重要的理论意义和应用价值。本文以此为背景,通过模型实验研究了电磁波在泥石流堆积体和泥石流重塑柱体中的传播速度,并在滑坡堆积体现场进行了波速的原位测试,同时详细分析了电磁波在不同介质体中所呈现的图像特征,最后将前述研究成果应用于3个滑坡实例和1个岩溶地基实例中,综合分析了探地雷达在地质调查中的具体应用。本文主要从以下几个方面展开研究:（1）分析总结电磁波在地下介质体中的传播规律及探地雷达探测时的尺寸效应,给出探地雷达探测时的工作方法及数据图像的解译手段,为雷达图像的解译工作奠定理论基础。（2）通过对既有的波速求取方法进行总结,以已知深度法为基础,建立实验...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：116 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
测线平行于目标体方向布置
昆明理工大学专业学位硕士学位论文12断这一波形为目标体反射所致。在图2.2中，测线沿垂直于目标体的方向布置，在天线行进过程中，管线的横向尺寸远远小于测线长，电磁波可以完全覆盖管线横向的几何边界。因此，在整个测线上，电磁波的反射经历了域内其他介质到目标体再到域内其他介质这一过程，便形成了在目标体位置特有的双曲线图像特征，双曲线的顶点位置就是管线所在的位置。图2.1测线平行于目标体方向布置图2.2测线垂直于目标体方向布置探测方向的选择可以更好的获取目标体的信息，在已知地下目标体的形状和排列布置的条件下，要根据目标体纵横向的尺寸大小合理确定测线的布置方向。尽量沿目标体的小边界进行测量，对于实际需要，也可以先沿小边界进行目标体定位，再沿大边界综合确定目标体的形状和大校这一特征在隧道衬砌质量检测、道路钢筋铺设检测和地下管线调查等工作中显得尤其重要。（3）目标体大小相应深度中目标体的尺寸大小决定了探地雷达能否清晰探测出目标体的存在，若是目标体的尺寸过小或过大，雷达天线所接收的回波信号都无法体现目标体的“存在性”，这就要
隔，通常将 1/4 波长作为雷达垂直分辨极限[91]。 水平分辨率是指在水平方向能够分辨的最小异常体尺寸，通常取为4Fd，通过 Fresnel 带对其进行描述（图 2.3），第一 Fresnel 带直径可根据下式计算： Hd2/F=λ (2-1) 式中，λ 为雷达子波波长，H 为异常体埋藏的深度， Fd 为第一 Fresnel 带直径。 雷达实际分辨率与探测目标和地下介电常数差异有密切关系，差异越大，越容易分辨。工程上，可按深度的十分之一确定分辨率。
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩溶区富水破碎带探地雷达频谱特征研究[J]. 吴昊,杨晓华,温世儒. 公路交通科技. 2018(12)
[2]基于探地雷达技术的隧道二衬缺陷探测研究[J]. 尹涛,王瑞燕,高鹏,丁丽华,曹光山. 地下空间与工程学报. 2018(S1)
[3]不同赋存方式石油污染土实测探地雷达图像特征分析与评价[J]. 刘倩,郭秀军,邵帅,王莹莹. 地球物理学进展. 2018(03)
[4]水泥混凝土路面脱空的探地雷达图像特征分析[J]. 吴秋霜,王齐仁,皮海康. 煤田地质与勘探. 2018(04)
[5]基于探地雷达解译的喀斯特坡地表层岩溶带空间分布特征研究[J]. 彭韬,周长生,宁茂岐,付磊,戴德求,王世杰. 第四纪研究. 2017 (06)
[6]探地雷达的常见干扰和不良地质体的超前预报在隧道工程中的应用[J]. 岳全贵,张杨,肖国强,周黎明. 长江科学院院报. 2017(08)
[7]地质雷达在石质文物渗水病害探测中的应用[J]. 刘剑,邓世坤,彭涛,李振宇,王浩. 工程勘察. 2017(08)
[8]地质雷达在隧道工程探测中的干扰波形特征分析[J]. 刘东坤,吴勇,魏昶帆,金铭,霍宇翔. 现代隧道技术. 2017(03)
[9]秦巴山区公路隧道地质雷达波识别标志分析[J]. 唐亚森,赖金星,刘厚全,冯志华,周慧. 勘察科学技术. 2017(02)
[10]基于雷达信号特征点提取的结构物埋深估算方法[J]. 高永涛,徐俊,王艳辉,张院生,谢健阳. 工程科学学报. 2016(12)
硕士论文
[1]云南昌宁“9.16”群发性浅层滑坡与植被关系研究[D]. 黄恒伟.昆明理工大学 2017
[2]探地雷达正演和偏移算法研究与实现[D]. 万星.南昌大学 2012
本文编号：3507137
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：116 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
测线平行于目标体方向布置
昆明理工大学专业学位硕士学位论文12断这一波形为目标体反射所致。在图2.2中，测线沿垂直于目标体的方向布置，在天线行进过程中，管线的横向尺寸远远小于测线长，电磁波可以完全覆盖管线横向的几何边界。因此，在整个测线上，电磁波的反射经历了域内其他介质到目标体再到域内其他介质这一过程，便形成了在目标体位置特有的双曲线图像特征，双曲线的顶点位置就是管线所在的位置。图2.1测线平行于目标体方向布置图2.2测线垂直于目标体方向布置探测方向的选择可以更好的获取目标体的信息，在已知地下目标体的形状和排列布置的条件下，要根据目标体纵横向的尺寸大小合理确定测线的布置方向。尽量沿目标体的小边界进行测量，对于实际需要，也可以先沿小边界进行目标体定位，再沿大边界综合确定目标体的形状和大校这一特征在隧道衬砌质量检测、道路钢筋铺设检测和地下管线调查等工作中显得尤其重要。（3）目标体大小相应深度中目标体的尺寸大小决定了探地雷达能否清晰探测出目标体的存在，若是目标体的尺寸过小或过大，雷达天线所接收的回波信号都无法体现目标体的“存在性”，这就要
隔，通常将 1/4 波长作为雷达垂直分辨极限[91]。 水平分辨率是指在水平方向能够分辨的最小异常体尺寸，通常取为4Fd，通过 Fresnel 带对其进行描述（图 2.3），第一 Fresnel 带直径可根据下式计算： Hd2/F=λ (2-1) 式中，λ 为雷达子波波长，H 为异常体埋藏的深度， Fd 为第一 Fresnel 带直径。 雷达实际分辨率与探测目标和地下介电常数差异有密切关系，差异越大，越容易分辨。工程上，可按深度的十分之一确定分辨率。
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩溶区富水破碎带探地雷达频谱特征研究[J]. 吴昊,杨晓华,温世儒. 公路交通科技. 2018(12)
[2]基于探地雷达技术的隧道二衬缺陷探测研究[J]. 尹涛,王瑞燕,高鹏,丁丽华,曹光山. 地下空间与工程学报. 2018(S1)
[3]不同赋存方式石油污染土实测探地雷达图像特征分析与评价[J]. 刘倩,郭秀军,邵帅,王莹莹. 地球物理学进展. 2018(03)
[4]水泥混凝土路面脱空的探地雷达图像特征分析[J]. 吴秋霜,王齐仁,皮海康. 煤田地质与勘探. 2018(04)
[5]基于探地雷达解译的喀斯特坡地表层岩溶带空间分布特征研究[J]. 彭韬,周长生,宁茂岐,付磊,戴德求,王世杰. 第四纪研究. 2017 (06)
[6]探地雷达的常见干扰和不良地质体的超前预报在隧道工程中的应用[J]. 岳全贵,张杨,肖国强,周黎明. 长江科学院院报. 2017(08)
[7]地质雷达在石质文物渗水病害探测中的应用[J]. 刘剑,邓世坤,彭涛,李振宇,王浩. 工程勘察. 2017(08)
[8]地质雷达在隧道工程探测中的干扰波形特征分析[J]. 刘东坤,吴勇,魏昶帆,金铭,霍宇翔. 现代隧道技术. 2017(03)
[9]秦巴山区公路隧道地质雷达波识别标志分析[J]. 唐亚森,赖金星,刘厚全,冯志华,周慧. 勘察科学技术. 2017(02)
[10]基于雷达信号特征点提取的结构物埋深估算方法[J]. 高永涛,徐俊,王艳辉,张院生,谢健阳. 工程科学学报. 2016(12)
硕士论文
[1]云南昌宁“9.16”群发性浅层滑坡与植被关系研究[D]. 黄恒伟.昆明理工大学 2017
[2]探地雷达正演和偏移算法研究与实现[D]. 万星.南昌大学 2012
本文编号：3507137
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