探地雷达技术在地基基础工程中的应用.ppt

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1、第五章 探地雷达技术在地基基础工程中的应用,1 概述,探地雷达也称作透地雷达（Ground Penetration Radar）或地下界面雷达（Subsurface Interface Radar）。,是一种对地下的或物体内不可见的目标或界面进行定位的电磁波技术。,A.分辨率高；B.工作效率高；C.无损性;D.抗干扰能力强；,SSI加拿大探头与软件公司,美国地球物理公司GSSI的SRI系列,日本应用地质株式会社（OYO）的GEORADAR,瑞典地质公司（SGAB)的RAMAC系列,NOGGIN.puls SSI公司,GPR,监测范围:地下7米探地雷达总重量8公斤长75厘米,高20厘米,宽50厘

2、米数据可以刻录成光盘,探地雷达价格：100多万元每台最快速度可以达到每小时80公里,2 工作原理和基本组成,地质雷达工作时，在雷达主机控制下，脉冲源产生周期性的毫微秒信号，并直接馈给发射天线，经由发射天线耦合后发射到地下，信号在传播路径上遇到介质的非均匀体（面）时，产生反射信号。位于地面上的接收天线在接收到地下回波后，直接传输到接收机，信号在接收机经过整形和放大等处理后，经电缆传输到雷达主机，经处理后，传输到微机。在微机中对信号依照幅度大小进行编码，并以伪彩色电平图/灰色电平图或波形堆积图的方式显示出来，经事后处理，可用来判断地下目标的深度、大小和方位等特性参数。,剖面法的测量结果：GPR的时

3、间剖面来表达,横坐标：天线在地表的位置,纵坐标：反射波在双程走时，表示脉冲从发射天线出发经过地下界面发射回接收天线所需要的时间。,由于噪声过大，解决办法,（1）不同的天线距离,（2）在相同测点位置进行叠加,5 GPR现场检测技术,检测深度：如果对象赋存深度GPR探测距离的50,得不到有效的检测结果,被检测对象的几何尺寸决定雷达系统可能的分辨率，关系到天线中心频率的选择,被检测对象的导电率和介电常数，将影响反射波能量及其散射波性态的识别。,在检测区域不应存在大范围的金属构件和无线射频源,对于岩石检测，围岩的不均匀性态应该限制在一定的范围内，以免检测对象的响应被淹没在围岩性态变化之中而无法识别。,

4、测网布置原则,检测工作之前，首先建立测区坐标，确定测线的平面位置，一般的规则如下：,A.检测对象已知时，测线垂直于检测对象长轴方向；,B.检测对象未知时，测线布置成网格形式；,C.检测对象体积有限时，先用大网格测线布置，初查物体范围，然后用小网格进行祥查，网格大小最好接近对象尺寸；,D.检测二维体时，测区应该垂直于二维体走向，线距取决于检测对象走向方向的变化程度。,GPR数字处理技术,数字滤波,在GPR中，为了保持更多的反射特征，通常利用宽频带进行记录，因此带入了大量的噪声，GPR的核心工作就是利用各种先进的滤波技术来压制噪声，提高SNR，以提高有效波的性态。,数值滤波就是对采样后的离散数据进

5、行一种数学上的处理，从而按照设定的要求获得一个新序列的过程。,首先，满足采样定律：,采样时间间隔：纳秒ns,频率滤波和时域滤波,频率滤波,对探地雷达记录道x(t)进行频谱分析，以确定有效的频率范围12与干扰频率34，其次设计一个频率器保留有效波的频率成份，虑掉干扰波的频率成份，即：,对GPR的记录通道下x（t）进行滤波，若x（t）的频谱为x（），则滤波后GPR的x（t）的频谱为x（）H（），再对滤波后的信号谱进行傅立叶变换，得到滤波后的输出为：,时间域滤波,设滤波器的特性为为H（），其逆变换为h(t)，h(t)为滤波器的时间特性，如果输入为x(t)，则滤波后输出的为：,时间域滤波在过去也叫“褶

6、积”。,频率域滤波从滤波的振幅H()中可以直接观看信号的频率成份。,褶积滤波通常用单位脉冲通过滤波器，观看响应脉冲特征来表示，GPR的x(t)可分解为时间、极性、幅度各不相同的脉冲序列，按照时间顺序，依次通过滤波器，于是滤波器的输出端就得到输入的脉冲序列脉冲响应，x(t)的褶积就是这些脉冲的叠加。,在实际工程中，应用较多的是理想低通、带通和高通滤波器，理想的滤波器特性为：,相应时间域特性,理想带通滤波器的响应特征为：,相应时间域特性,理想高通滤波器的响应特征为：,相应时间域特性,反褶积,理想GRP是一个尖脉冲，由于天线的限制，这种尖脉冲实际是一个具有一定时间连续的波形b(t)，雷达记录因此可以

7、看成是雷达子波与反射系数的褶积,在雷达记录中，一个界面的反射一般要延续120ns，因此相距0.5m的两个反射界面其到达的时间差仅为几个ns，这样短的时间间隔，很难直接在雷达反射剖面图中区分开来，反褶积的目的就是要把雷达记录x(t)变成反射系数，即：,因此有：,得到：,a(t)为反子波，已知雷达子波b(t)，求出反子波a(t)，把反子波a(t)与雷达记录x(t)进行褶积，即可求得反射系数：,t-电磁波反射信号双程走时z-目的体埋深x-天线距v-电磁波在介质中传播速度,式中-介质磁导率；-介电常数；-电导率-电磁波角频率。对于岩土介质，一般为非磁性非导电介质，因此常常满足/()1，因此，有：,C为

8、真空中电磁波传播速度，C0.3m/ns；r为相对介电常数,土木领域中GPR的信息的再认识,式中，D为天线两侧移动距离；t1为天线移动前电磁波单程进行时间；t2为天线移动后电磁波单程进行时间,用宽角法确定速度：,宽角法（共中心点法）。其目的主要是获取地下介质中传播速度，测试时保持两天线中心点位置不变，反向等距离移动发射天线和接收天线。,此法一般用于地下介质均匀且水平的检测场合，方可获得较好的效果。,3 探地雷达的剖面测量方法,目前常用的时域GPR有剖面法、宽角法、环形法和多天线法等,剖面法结合多次覆盖技术应用最为广泛,发射天线T和接收天线R以固定间距，沿测线同步移动。,双天线单天线,雷达常用的两

9、种处理技术,偏移绕射处理技术,核心：将视倾角x变为真倾角mx。,射线理论的偏移绕射处理,波动方程偏移法,射线理论基础上：地下界面的每一个反射点都可以认为是一个子波源，这些子波源的电磁波都可以到达地表，并被接收天线接收，并假设其时距曲线为双曲线。,应用射线定理，根据网格法，把每个网格看成一个反射点，根据反射点P的深度H，反射点的记录通道Si（其地表水平位置xi），扫描点P对应任意记录通道Sj（其地表位置xj）的反射波走时为：,S,m-参与偏移叠加的记录通道；v-电磁波传播速度,把记录道Sj上tij的振幅值aij与P点的振幅叠加起来，作为P点的总振幅值ai,反射波增强处理技术图象增强处理,A.反射

10、回波幅度的变换技术,B.多次叠加技术：多天线、多次覆盖技术局部亮点技术,波动方程偏移法,基本原理：电磁波波动方程克希霍夫解的基础上进行,其核心思想还是:网格法电磁场有限元方法边界条件限定,GPR发展沿革（19001955年代）,1904 年,Hsmeyer 首次采用电磁波探测了地面上远程金属目标；1910年，德国Leibach和Lowy在一份德国专利中首次阐明了GPR的基本概念；1926年，Hulsenbeck首次利用电磁脉冲技术研究地下岩性构造并获得成功；1929 年Stern 在奥地利通过GPR 探测了冰河的厚度；20 世纪50 年代初,El Said 用GPR 实现了沙漠地下水调查。,G

11、PR发展沿革（19561965年代）,50 年代末期,一架美国空军飞机准备在格陵兰冰面上降落时,雷达高度表指示有误,导致飞机坠毁。这一事件后,人们深刻认识到电磁波穿透冰层的能力,出现了用电磁波探测冰山的研究热潮,诸多极地考察队应运而生,获取了很多新发现；1963年，Evans S用GPR测量了极地冰层的厚度；Unbterberger等探测了冰川和冰山的厚度，Annan A P做了大量的理论及试验研究；,GPR发展沿革（19651980年代）,美国军队在60 年代中期，委托Cal span 公司率先采用GPR 进行了非金属地雷的探测及相关的研究；在此期间,阿波罗登月计划启动,研究人员认为月球表层

12、物资的电磁特性与冰相似,因而决定采用GPR 作为探测工具,并针对性地设计了几种方案,最终由阿波罗17 号于1974年，由Procello 携带GPR 在月球表面完成了实地勘测，用GPR在月球表面上研究了土的结构；60 年代末期,丹麦与英国基于冰河调查的目的，研制了由飞机搭载的GPR(机载GPR)；但机载GPR 投入真正的商业运作始于1979 年,美国SRI International 用机载GPR 进行了为期七年的热带森林调查。,1970 年,首家生产和销售商用GPR 的公司问世,即Rexorey 和Art Drake 成立的美国地球物理测量系统公司(GSSI)；此期间GPR 的进展表现在,人

13、们对地表附近偶极天线的辐射场以及电磁波与各种地质材料相互作用的关系有了深刻的认识；特别是Morey 在1974 年设计出超宽带GPR并通过GSSI 迅速实现了商品化,为GPR 开创了新的发展方向；从70 年代开始,GPR 在检测地下管道、坑道方面大显身手,特别是在检测地下非金属管道时表现出无可替代的优越性,基于类似的原因，GPR 开始协助刑事勘察。加拿大地质调查部门还充分利用GPR 探测了北极永久冻土及加拿大西部碳酸钾矿。钻孔探地雷达在偏远地区使用时暴露了设备笨重、体积大和耗能多的缺点,此外,由于当时的石油地震勘探业已经开始采用数字处理技术,因此GPR 数据的数字化成为人们迫切的期望。,GPR

14、发展沿革（19651980年代）,GPR发展沿革（19801990年代）,在此期间日本OYO 公司开发了一种称作Geo-radar 的探地雷达,初步取得了商业成功;加拿大A-Cubed 公司于1981 年成立并开始开发GPR,随后于1988 年创建了探头及软件公司(SSI),致力于pulseEKKO系列GPR的商业推广；80 年代初,GPR 开始用于道路和公共设施调查,并取得了初步成果,如Ulriksen 在检测有沥青混凝土罩面的桥面板时,发现水泥混凝土的含氯量的变化会导致反射波波幅的变化；从1984 年开始,前苏联开始研制机载GPR 用于地质和自然资源调查；美国环保部门开始调查和清理被污染的

15、土地,GPR成为高分辨率地下测绘的工具,并且显示出巨大的商业价值；此外GPR 还首次应用于农业和考古；80 年代全数字化的GPR的问世,具有划时代的意义。数字化GPR 不仅提供了大量数据存储的解决方案,增强了实时和现场数据处理的能力,为数据的深层次后处理带来方便,更重要的是GPR因此显露出更大的潜力,应用领域得以向纵深拓展。,1990年1995年,这是GPR 突飞猛进的发展阶段,世界上很多科研结构和商业团体对它产生了浓厚的兴趣；GSSI公司在商业上取得了极大的成功；1990 年被O YO 公司收购;Mala公司在瑞典成立;英国ERA公司因为研究和销售用于探测地下炮弹和地雷的GPR 而声誉鹊起;

16、OYO（SSI）公司也迅速发展壮大；,在科研方面,GPR 得到了地球物理和电子工程界的更多关注,技术上实现了很多突破,如多叠数据采集、数字信号处理和二维数值模拟等;GPR的应用领域也进一步拓展到地层学和环境工程等;美国在90 年代初期开始推行SHRP(StrategicHighway Research Program)计划,对GPR 进行了专项研究,1992 年在南部和东部共10 个州的沥青路面大范围测量，以评估GPR 测量路面厚度的准确性,最终证实误差仅为5%。,1995年2000年,计算机的发展全面推动了GPR 的技术进步,在大型计算机上已可进行三维数值模拟,借助普通计算机，即可快速处理大

17、量数据,因此借助GPR 进行地下测绘并且三维可视化也变得可行；在此期间,市场的需求催生了多种不同的便携式GPR,如SSI 生产的Noggin,中心频率1GHz,配有简化的三维图像处理软件,尤其适合水泥混凝土结构的局部检测。由于环境调查和地雷探测的需要,机载GPR 的研究进一步深入,美国投入的科研力量相对较多。,美国材料试验协会(ASTM)1997 年制定了首条有关GPR 的标准D 6087-1997(至今已更新至D 6087 2003),指导应用GPR 进行桥面检测。1998 年ASTM 制定了用脉冲探地雷达测量路面结构层厚度的标准D 4748-1998,1999 年又推出了涵盖面更广的标准D

18、 6432-1999,适用于脉冲探地雷达探测地下结构或地下材料的所有工程项目。这些标准的出现,一方面说明GPR 的应用日趋普遍,另一方面则标志着GPR 已成为工程检测的常规手段并且能为计量提供重要的参考依据。,2000年2006年,进入21 世纪,在矿产调查、考古、地质勘测、水文、农业、林业、环境工程、土木工程、市政设施维护以及刑事勘察等领域,GPR 的应用更加普遍,地雷(尤其是非金属地雷、浅埋的小型地雷)的探测依然是最具有挑战性、最热门的研究课题;由于更多的国家开始关注GPR 技术并加大了科研投入,新型GPR 不断涌现,意大利甚至设计出在太空运行的GPR Duke 大学依照时间反转的概念设计

19、了一种新型雷达,在信号发射和数据处理方面与传统GPR 有较大差别,原则上具备工作效率高、数据处理快的优势,有望提高GPR 处理复杂问题的能力,该技术应用于GPR 还处于起步阶段,一些理论问题还没有完全解决,值得密切关注,发展趋势：由军事和工业土木工程领域方兴未艾,中国在GPR领域的研究,中国地质大学(武汉)在国家自然科学基金资助下,从1990 年开始在两年半时间内完成了8 个省、自治区和直辖市5 类岩土对象的30 余个工程工区的GPR试验；它们包括众多地质问题的GPR 现场探测；随着各种型号GPR 的逐步引进以及国产GPR 陆续上市,GPR应用范围不断扩大,涉及矿业、环境、市政建设、土木工程、

20、考古、探雷和极地考察等。,80 年代初,中国电波传播研究所、西安交通大学、中科院长春地理所、北京理工大学、西南交通大学、北京公路研究所和东南大学等单位开展了电波在地下传播特性的研究,研究成果集中体现在中国电波传播研究所于1990 年研制出的LT21 和L T21A 型商用GPR；1995 年北京爱迪尔国际探测技术有限公司成立,并于1997 年推出了CBS29000V 型车载脉冲探地雷达；中国电波传播研究所在随后十多年相继推出多种型号的GPR,特别是2004 年研制成功的LD22000 小型GPR 受到国内市场的欢迎,中国长江工程地球物理勘测研究院等单位从2000年5 月开始，进行相控阵探地雷达

21、的研究,2001 年其仪器研制和软件开发工作在国家863 计划信息领域以“高分辨率表层穿透雷达探测技术相控阵探地雷达”课题立项。2004 年5 月,国家863 计划专家组在三峡工地对该课题的研究成果进行了现场验收,试验结果表明,与传统探地雷达相比,相控阵探地雷达具有探测深度大、分辨率高、信噪比高和抗干扰能力强等方面的优势。,国防科技大学电子科学与工程学院在国家863计划信息获取与处理技术主题支持下,历时三年,于2005 年研制成功高分辨率GPR 系统RadarEye,该系统具有车载式和手持便携式两种工作方式,分浅层高分辨率和深层低分辨率多种工作模式。具备地下目标的二维、三维合成孔径成像以及地下

22、目标分类等功能；十多年来,我国科研人员携GPR 硬件和软件科研成果广泛参加了国际学术交流,既了解国外研究动态,也向世人展示了我国GPR 的研发能力；我国的GPR 在1970 年前后正式进入地球物理勘探业,与发达国家相比至少晚了20 年,但我国在应用研究和基础研究方面发展很快,在一些数据处理的理论研究方面已处于世界一流水平。令人欣喜的是,在中国,理性的GPR 大市场正在孕育之中,同时一股令全球同行不可忽视的科技力量正在形成。当然也要清醒地认识到与发达国家的差距,我国有不少电子元器件要进口,很多产品还没有经受国际市场的考验。缩小乃至消除差距还要靠自力更生。,单天线局部范围覆盖,天线阵完全覆盖,盲区

23、,意大利,RIS K2VA200+200MHz+600MHz天线阵,小型盾构刀盘直径一般在23m，中型为36m，大型为69m，特大型为大于9m,GPR资料解释的再认识,GPR的反射波反映了地下介电特性的分布，需要将其转化为形体分布，就必须把物体形态、钻探、探地雷达资料这三个方面的资料有机地结合起来，在此基础上获得被检测对象的整体信息。,反射层的拾取,GPR地质资料解释的前提是：反射层的拾取。根据勘探孔与雷达图象的对比，建立起各种地层的反射波组特征，识别反射波组的标志为：同相性、相似性与波形特征等。,理论上讲，只要介电存在差异，就能在剖面图上找到相应的反射波，根据相邻记录道上反射波的对比，把不同

24、道上同一反射波相同相位连接起来形成对比线，即为同相轴。一般在无构造的区域，同一波组往往有一组光滑的同相轴与之相对应，这种特性称为“反射波组的同相性”。,GPR一般采用小于2m的测距，因此地质介电性变化较慢，相邻记录道上同一反射波组的特征会保持不变，这一特征称为“反射波形的相似性”。确定具有一定特征的反射波组是反射识别的基础，而反射波组的同相性和相似性又为追踪反射层提供了依据。,根据反射波组的特征，就可以在GPR剖面图中拾取反射层，一般是从垂直走向大的测线开始，然后逐条测线进行，最后拾取的反射层必须能在全部测线中都能连接起来并保证在全部测线交点上保持一致。,时间剖面的解释,充分掌握：地质资料、测

25、区地质构造背景。利用时间剖面的直观性和覆盖面大的特点，纵观整条测线，研究重要波组的特征及其交互关系。,掌握重要波组的地质构造特征，特别是特征波的同相轴的变化，特征波是指：强振幅、能长距离连续追踪、波形稳定的反射波，它们一般都是重要岩性分界面的有效波，特征明显，易于识别，通过分析，可以获得剖面的主要地质构造特征。,实践是检验真理的惟一标准,吉隆坡位于马来半岛的西南沿海,东经10141,北纬309,城市西、北、东三面由丘陵和山脉环抱;吉隆坡地处石灰岩丘陵地带,岩溶发育,区内多洞穴。根据马来西亚的桩基设计依据,所有的高层建筑桩基必须为嵌岩桩,因此基础施工对于地下基岩面的起伏形态要有非常准确的认识。常

26、规的地质钻探由于数量限制,往往不能控制一个场区地下石灰岩顶面的深度变化。,马来西亚吉隆坡某地块拟建高层建筑,初步设计拟采用桩基承台基础,采用静压法压入管桩,桩端嵌入基岩内。已完成的八个钻探孔(BH1-BH8孔)数据揭示该工区为石灰岩基底,石灰岩顶面埋深在8.5 m(BH7 孔)至16.5m(BH6 孔)范围变化,其中BH4 孔在地下12.0 m 处钻到溶洞,并且场地内表层为松散的砂层(含水量高),覆盖在其下致密的石灰岩之上。,分辨率与探测深度是相互矛盾的:频率越高,分辨率越高、探测深度越浅;频率越低,分辨率越低、探测深度越深。因此本次探测,选用加拿大Sensors 天线分离距为1 500 mm

27、,叠加次数取为64,单道采样点为1000,测点间距为500 mm。,根据本工区呈“凸”字形的特征,布置雷达测线时分为三个探测区,两侧布置短测线、中间为长测线,同时也布置了三条联络线以进行数据校正。由于石灰岩起伏较大,测线间距选取应既考虑到解释精度又要兼顾工作效率,经比较最终选取为1 250mm;共计布置了73 条雷达探测线(其中50 Hz 天线探测55 条、100 MHz 天线探测18 条);各测线均以现场的10 个角点(6A、5、4、1A、22A、21、17A、14A、13、9A)作为标记。,A:克希霍夫积分偏移法剖面,B:有限差分波动方程偏移法剖面,C:相位移波动方程偏移法剖面,地震引发的

28、滑坡,暴雨与地震引发泥石流-菲律宾,2006年2月17日菲律宾中东部莱特省因连日暴雨和南部地区里氏2.6级轻微地震，爆发泥石流致近3000人遇难,云南徐村水电站溢洪道土坡滑坡开挖,江岸崩塌滑坡渗流,三峡库区滑坡问题蓄水造成的滑坡,2001年，重庆市云阳县发生两次大型滑坡，其中武隆边坡失稳造成79人死亡。国务院拨款40亿元用于三峡库区地质灾害治理,1989年1月8日 坡高103m。地质：流纹岩中有强风化的密集节理，包括一个小型不连续面。事故导致电站厂房比计划推迟一年，修复时安装了大量预应力锚索。,漫湾滑坡,坝体内浸润线太高,西藏易贡巨型滑坡,提前预报岸堤的隐患是关乎下游人民生命的重事！,哈尔滨某

29、工地深基坑漏水事故,千里之堤，溃于“一”穴,獾,獾洞结构的特点是：（1）洞径较大。獾洞洞穴通道截面通常在0.2 m0.3 m以上，獾巢部位更达至1 ml m左右；（2）穴道密度大并呈网络状分布。獾洞穴道通常密集分布于某一区域，洞穴通道闭合区域面积一般在20m2 左右。如某场地200 m2 范围内可见洞口30余处；（3）穴道走向变化频繁。探测线间距较大时很难推断异常之间的连续关系；（4）当洞穴较大、埋深较浅，会降低顶部土层的承载力，往往造成局部下沉甚至坍塌。獾洞穴道实际上是充满空气、近于水平的不规则柱状体，空气的物性参数与土体物性参数存在明显差异，即使部分獾洞穴道崩塌，其内部土体很疏松，原穴道上

30、覆土层有明显扰动迹象。这些物性差异为探地雷达探测獾洞穴道提供了物质基础。,混凝土衬砌质量好主要指混凝土密实度好、材质均一。在雷达剖面上表现为:电磁波能量衰减慢且规律性强,电磁波同相轴(能量团)分布均匀、连续,雷达反射波形的脉宽小、幅度低、周期短、频率高,图像清晰稳定,混凝土衬砌不密实指混凝土中可能存在蜂窝、离析、密实度差等现象。当衬砌体内存在上述缺陷时由于介质疏松、有较多小孔隙分布,使相对介电常数发生明显改变,在雷达剖面上表现为反射波较多、规模小、同相轴不连续、能量强弱变化,不密实部位图像较为杂乱。,深孔泄洪洞混凝土衬砌质量检测累计总长度2 400 m,检测结果表明该洞混凝土衬砌局部范围内存在

31、一定的缺陷,缺陷主要为不密实,缺陷程度较轻,缺陷存在部位明显,不密实范围累计长度为27m,占总测试长度的1.13%,检测中没有出现脱空现象,深孔泄洪洞拱脚以上部位混凝土衬砌质量整体良好。,GPR确定地层的分界面,山东青岛某基岩岩面GPR探测结果,南水北调应急供水工程（北京段）西四环暗涵工程三标段采用浅埋暗挖法施工，开挖直径5.2m，二次衬砌后主洞内净空直径4m，暗涵平均覆土深度为11m左右,本标段暗涵在西四环主路下穿行,主要交叉构筑物为307医院通道桥、沙窝北桥、五棵松桥。暗涵受桥基础的影响,在穿越307医院通道桥、沙窝北桥113号桩基础段时,线路中心线间距调整为612 m,净间距仅有1 m,

32、属于超小净距暗挖施工暗涵。,暗涵施工过程中,采用瑞典生产的RAMAC/GPR雷达,对完成初期支护的暗涵进行探地雷达检测。检测的目的是探测暗涵上部土体脱空空洞及扰动区域,地下埋藏的管线位置及形态,地层含水区域等。,施工区周围土质扰动检测结果,注浆区检测结构,大庆地区地层GPR探测结果,地下暗河地层GPR探测结果,上海2号地铁，地下连续墙深32m，基坑深14m，采用6道钢管支护，暴雨使其倒下，三幅地下连续墙垮下；垂至于墙体走向布设了5条测线，线间距5m，点间距10cm，天线频率50MHz.,南京市政建设中GPR检测结果下水管要通过公铁立交桥。桥采用箱涵施工，沉箱下有碎石加固基础。探测管线位置下有无

33、不良障碍物。,方法：顶管前方环形超前预报(环形剖面）管线地表剖面。,环形剖面,地表剖面,箱涵的GPR图象,混凝土管的GPR图象,隧道开挖前方掌子面地质灾害超前预报,运行中的海口市内丘海大道检测的一幅雷达剖面。当时，丘海大道有一段约2.7 公里的路面损坏比较严重，为查明路面下所有脱空或空洞的位置，与路面已经出现塌陷的路段一起整治，海口市公路局利用探地雷达对重点地段进行了检测，经分析处理，圈定地下浅层脱空和深层空洞近20 处，为全面整治提供了第一手资料，避免了公路反复养护带来的人力物力的浪费和对正常交通带来的不利影响。,海口丘海大道脱空检测的开挖验证海口丘海大道浅层脱空检测,运河(大王庙二湾段)二

34、期扩大工程是沂沭泗洪水东调南下工程多头小搅拌桩截渗墙GPR检测分析,现代剖面法的主要数据处理,向智能信号处理“亮点技术”,应用领域：深海工程,向高速智能信号处理技术发展，分辨率向小于10mm方向发展GPR发展趋势,军方：72式塑料防步兵地雷,军方：82式塑料防装甲地雷,军方：72式塑料防坦克地雷,军方：某军用机场GPR图象,总结,数据处理主要包括：通过滤波降低背景噪声和余振影响,以达到改善检测背景突出异常；进行自动时变增益或控制增益以补偿介质吸收和抑制杂波使雷达图像更清晰。处理流程为：数据输入重复道平均多次测量平均自动时变增益反褶积偏移滤波数据输出。,图象解释主要包括：识别异常体；对异常体的性

35、质进行判断；确定异常体的形态和位置。探地雷达资料的解释判断就是拾取反射层。主要解释判断依据是：反射波组的同相性。只要介质中存在电性差异，就可以在雷达影像剖面中找到相应的反射波与之对应，同一个波组的相位特征，即波峰、波谷的位置沿测线基本上不变化或以缓慢的视速度传播，因此同一反射体往往有一组光滑平行的同相轴与之对应。反射波形的相似性，相邻记录道上同一反射波组的主要特征保持不变。反射波组形态特征。同一介质层反射波组的波形、波幅、周期(频率)及其包络线形态等有一定特征，不同介质层反射波组形态将有差异。介质电性及几何形态将决定波组的形态特征。确定具有一定形态特征的反射波组是目标体识别的基础，而反射波组的同相性和相似性为目标体的追踪提供了依据。,Homework,阐述GPR的原理什么是“反射波组的同相性”？什么是“反射波组的相似性”?GPR资料解释的基本步骤是什么？,