地质雷达探测法的原理?

[地质雷达] Ground Penetrating Radar(GPR)是探测地下物体的地质雷达的简称。 地质雷达利用超高频电磁波探测地下介质分布，它的基本原理是：发射机通过发射天线发射中心频率为12.5M至1200M、脉冲宽度为0．1 ns的脉冲电磁波讯号。当这一讯号在岩层中遇到探测目标时，会产生一个反射讯号。直达讯号和反射讯号通过接收天线输入到接收机，放大后由示波器显示出来。根据示波器有无反射汛号，可以判断有无被测目标；根据反射讯号到达滞后时间及目标物体平均反射波速,可以大致计算出探测目标的距离。 由于地质雷达的探测是利用超高频电磁波，使得其探测能力优于例如管线探测仪等使用普通电磁波的探测类仪器，所以地质雷达通常广泛用于考古、基础深度确定、冰川、地下水污染、矿产勘探、潜水面、溶洞、地下管缆探测、分层、地下埋设物探察、公路地基和铺层、钢筋结构、水泥结构、无损探伤等检测。

探地雷达检测路面结构层厚度的工作原理

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在道路的质量控制工作中，重要的一部分就是进行路面结构层厚度的检测。传统上所使用的钻心取样法已经远远不能满足准确检测的要求，因此通过对探地雷达测厚的工作原理进行理论分析，可以看出探地雷达技术在公路工程质量检测中所具有***的优势。

利用探地雷达检测公路面层厚度是一种反射波探测法。在特定的介质中，电磁波的传播速度v是保持不变的，因此根据探地雷达所记录的地面反射波与地下反射波的时间差△t，即可依据公式h=v△t/2，计算出界面的厚度值h的大小，对于路面结构层厚度的检测而言，h即为面层的厚度，v表示电磁波在地下介质(面层)中传播时的速度。雷达所使用的电磁波都是高频的，而公路面层所用的材料都属于低损耗介质，因此速度v的大小可由以下公式算出。v=c/该式中，c表示电磁波在大气中传播的速度，约为300 000km／s，的大小取决于构成面层的所有物质的介电常数，它表示的是面层的相对有效介电常数。反射信号的振幅与反射系统成正比，在以位移电流为主的低损耗介质中，反射系数的强度也可以由特定的公式计算出来。上、下介质的电性差决定了反射信号的强度，电性差越大，反射信号就会越强。对于沥青混凝土面层来说，基层与面层之间存在着非常明显的电性差，因此可以预期面层的底部会有强反射的出现。

探地雷达检测厚度应该注意的事项

，确定底界面的回波。目前情况下，解决问题的***是提取界面同波信号，这是因为在现在技术条件下还不能给从原始的波形中直接而且准确区分出路基界面与路面的反射回波。而由于大部分的波和干扰波相对来说都是固定不变的，因此我们可以相关分析的方法来抑制杂波或者干扰波。具体而言，要的到一个比较准确的底界面回波信号，可以利用—个不含界面反射信号的回波信号与含有界面反射信号的回波信号来进行相关分析。这就要求在实际的操作过程中，要以路面结构中的厚点为参考点。进行参考点的选择时，可以从探测图像上寻找并进行对比分析，也可以通过分析探测的波形来确定，或者将已有钻探的厚度的探测点来作为参考点。

第二，确定地面零点。要确定电磁波在面层中的实际传播的时间，除了知道回波时间外，还必须对地表面的位置进行正确的判定。地面零点的判断正确与否，对于厚度值的读数会产生直接的影响。

第三，标定路面的介电常数。保证路面厚度值探测精度的关键参数是路面介电常数，一般情况下，介质的介电常数会受到很多因索的影响，例如路面材料、施工工艺、密实程度、冶冰量等，同时不同探测点的介电常数也会出现差别。所以必须进行标定，并采用钻孔取样，进而来保证检测结果的有效性和可信度。