工程地質雷達

無損檢測。 2100433B

1.6G，800M,500M,100M天線。

地質雷達可用來劃分地層、查明斷層破碎帶、滑坡面、巖溶、土洞、地下硐室和地下管線，也可用于水文地質調查。由于地質雷達在電阻率小于100Ω·m的覆蓋層地區(qū)，探測深度小于3m，嚴重阻礙了地質雷達的應用。因此，在低電阻率區(qū)如何加大探測深度，仍是一個研究課題。20世紀80年代末，還主要用于高電阻率的基巖地區(qū)、鉆孔和坑道中。2100433B

地質雷達儀是一種利用高頻電磁波技術探測地下物體的電子設備。利用超高頻電磁波探測地下介質分布，它的基本原理是:發(fā)射機通過發(fā)射天線發(fā)射中心頻率為12.5M至1200M、脈沖寬度為0.1 ns的脈沖電磁波訊號。當這一訊號在巖層中遇到探測目標時，會產生一個反射訊號。直達訊號和反射訊號通過接收天線輸入到接收機，放大后由示波器顯示出來。

由于地質雷達儀的探測是利用超高頻電磁波，使得其探測能力優(yōu)于例如管線探測儀等使用普通電磁波的探測類儀器，所以地質雷達儀通常廣泛用于考古、基礎深度確定、冰川、地下水污染、礦產勘探、潛水面、溶洞、地下管纜探測、分層、地下埋設物探察、公路地基和鋪層、鋼筋結構、水泥結構、無損探傷等檢測。2100433B

地質雷達法用來進行野外觀測的專用儀器，一般包括發(fā)射天線和發(fā)射機，接收天線和接收機，以及內裝微處理機或直接用便攜式微機的控制部件。發(fā)射機將直流電源供給的直流電轉換為高頻、窄脈沖的交流信號，通過發(fā)射天線向被探測介質定向發(fā)射固定頻率的電磁波。接收天線接收回波信號后輸入到接收機，經放大并轉換為數(shù)字信號后傳輸?shù)娇刂撇考M行疊加、計算、存貯，由液晶顯示器實時顯示斷面圖像，并可打印、拷貝。觀測數(shù)據可存貯在軟盤上，也可通過機內標準接口傳輸?shù)酵饨佑嬎銠C進行更詳細的數(shù)據處理、彩色顯示和繪制彩色斷面圖。為了同時進行不同深度的探測，提高施工效率，可以用一臺發(fā)射機或多臺接收機同時觀測。最新儀器都配置多種頻率的發(fā)射和接收天線，可根據不同地質任務和施工條件選用或作幾種頻率觀測，取得更多的地質信息。

地質雷達按使用場合不同可分為空中地質雷達(又稱機載地質雷達)、地面地質雷達、礦井地質雷達和鉆孔地質雷達。其中，機載雷達是裝在飛機上的地質雷達的總稱，主要有側視雷達、前視雷達、平面位置顯示器雷達等，它具有快速覆蓋和全天候工作的優(yōu)點，主要用于測繪地形、地面巖性識別、判別地質構造特征等。煤炭工業(yè)部門常用的是地面地質雷達、礦井地質雷達和鉆孔地質雷達。

地面地質雷達在地面進行觀測，是地質雷達中使用最多的一種方法。它用發(fā)射機和發(fā)射天線向地下發(fā)射高頻電磁波，電磁波在地下土層、巖層中有明顯電性差異的界面上反射，在地面用接收機和接收天線接收回波信號，并對其進行計算處理、解釋、成圖，得到地下地質結構的顯示圖象和深度資料。地面地質雷達測線、測點布置靈活，可根據需要布設成規(guī)則網狀、不規(guī)則網狀或任意單條剖面。既可逐點觀測，也可沿剖面連續(xù)觀測。

礦井地質雷達具有防爆功能。在礦井巷道中進行觀測?？梢詫ο锏老路?、上方、兩側及前方進行探測。向下方探測時，工作方法與地面觀測相同。巷道有支架支護時，向上和向兩側探測的天線要特殊設置。向采掘前方探測是在巷道揭露的煤層或巖石斷面上垂直布設發(fā)射天線和接收天線，可探測采掘前方的斷層、巖溶及其它異常體。礦井中的干擾因素 (各種電纜、金屬物等)較多，現(xiàn)場觀測時要盡可能避開或減少干擾源的影響，以提高信噪比。資料解釋要正確區(qū)分有效信號和干擾信號，以保證地質解釋結果的可靠性。

礦井地質雷達在煤礦區(qū)一般用于探測厚煤層采后的剩余厚度，煤層下面的石灰?guī)r層或其它需要探測巖層的深度、喀斯特發(fā)育情況，巷道或工作面前方的小斷層、老窯水、喀斯特陷落柱、火成巖巖墻、煤層夾矸和其它地質異常體。

鉆孔地質雷達把發(fā)射及接收裝置放入鉆孔中進行觀測，有單孔測量和跨孔測量兩種方式。①單孔測量。把發(fā)射和接收裝置放于同一鉆孔中，兩者的間距保持不變，沿鉆孔剖面進行測量。電磁波向鉆孔壁介質發(fā)射，遇有電性差異的界面反射回來被接收，即可發(fā)現(xiàn)鉆孔未揭露到的周圍介質中的斷層、破碎帶、喀斯特、金屬礦體等，并確定其距鉆孔的位置、延伸方向。②跨孔測量。把發(fā)射裝置和接收裝置分別放入相鄰兩個鉆孔中(也可采用一孔發(fā)射、多孔接收方式)，雷達脈沖從發(fā)射鉆孔傳輸?shù)浇邮浙@孔，通過對透射波傳播速度、振幅等的分析，以及對反射波的分析，可以了解兩個鉆孔之間介質的地質結構和地質異常體的情況。跨孔地質雷達的工作方法與鉆孔無線電波透視法相似。